Há algumas questões de projeto de engenharia que precisam ser respondidas para ajudar a manter a intenção do projeto do sistema. Neste guia, você conhecerá 18 etapas sobre como dimensionar e selecionar corretamente válvulas, atuadores e conjuntos.
1. Determine o tipo de válvula. Saber disso antecipadamente nos permitirá fazer ajustes em nosso dimensionamento e seleção.
2. Determine o meio que está sendo controlado.
3. Determine a vazão do equipamento a ser controlado. (Isso deve ser fornecido ou na programação da bobina.)
4. Determine a queda de pressão especificada. Para a autoridade correta da válvula, a queda de pressão na válvula deve ser igual à queda de pressão total no ramal controlado, incluindo a válvula.
Dimensionamento da Válvula - Equação
A fórmula para determinar Cv para válvulas de água | Ao trabalhar com água, isso pode ser simplificado |
S = Gravidade específica da mídia
CV = Coeficiente de Fluxo
Q = Fluxo Volumétrico (gpm) com válvula totalmente aberta
ΔP = Pressão Diferencial (psi) com válvula totalmente aberta
Calculando Fluxo de GPM
O requisito de GPM pode ser determinado se o requisito de BTU/h e o ΔT desejado de água forem conhecidos. | O GPM pode ser determinado com mais precisão se a % de glicol for conhecida. |
GPM = vazão em galões/minuto
q = Calor adicionado ou removido em BTU/h
ΔT = Aumento ou queda da temperatura da água na bobina
S ou SG = Gravidade Específica da mídia
Cp = Calor específico do meio
Determinando uma taxa de fluxo nominal
As temperaturas diferenciais comuns para equipamentos de água gelada são 12ºF, E 20ºF para sistemas de água quente. Isso deve ser verificado novamente com o engenheiro de projeto sobre quais são os diferenciais de equipamento pretendidos para as bobinas, bem como para os principais equipamentos, como caldeiras e resfriadores no sistema.
Se o glicol estiver sendo usado no sistema, algumas modificações na equação superior podem ser feitas para acomodar a diferença na gravidade específica e no calor específico de um fluido misturado em comparação com a água padrão.
Gravidade Específica de Soluções de Glicol
Para compensar uma mistura de água/glicol, a equação anterior para GPM requer duas informações adicionais. A primeira coisa que você precisa é a gravidade específica da mistura de água/glicol nas porcentagens da mistura. Isso pode ser obtido no gráfico de Gravidade Específica de Soluções de Glicol. Nos sistemas hidrônicos da América do Norte, 50/50% de água/glicol é típico. A maioria dos fabricantes classificou seus equipamentos para limites de mistura semelhantes.
Gravidade Específica - SG - | Solução de etilenoglicol (% por volume) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Temperatura (ºF) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 | 100 |
-40 | 1) | 1) | 1) | 1) | 1.12 | 1.13 | 1) |
0 | 1) | 1) | 1.08 | 1.10 | 1.11 | 1.12 | 1.16 |
40 | 1.048 | 1.057 | 1.07 | 1.088 | 1.1 | 1.11 | 1.145 |
80 | 1.04 | 1.048 | 1.06 | 1.077 | 1.09 | 1.095 | 1.13 |
120 | 1.03 | 1.038 | 1.05 | 1.064 | 1.077 | 1.82 | 1.115 |
160 | 1.018 | 1.025 | 1.038 | 1.05 | 1.062 | 1.068 | 1.049 |
200 | 1.005 | 1.013 | 1.026 | 1.038 | 1.049 | 1.054 | 1.084 |
240 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1.067 |
280 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 1.05 |
- 1)Abaixo do ponto de congelamento
- 2)Acima do ponto de ebulição
Calor Específico de Soluções de Glicol
Você também precisará do calor específico da mistura de água/glicol nas porcentagens projetadas para obter a vazão nominal correta. Essa informação está disponível no gráfico de Calor Específico de Soluções de Glicol abaixo.
Capacidade de Calor Específico – cp – (Btu/lb.ºF) | Solução de etilenoglicol (% por volume) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Temperatura (ºF) | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 | 100 |
-40 | 1) | 1) | 1) | 1) | 0,68 | 0.703 | 1) |
0 | 1) | 1) | 0.83 | 0.78 | 0.723 | 0.7 | 0.54 |
40 | 0.913 | 0.89 | 0.845 | 0.795 | 0.748 | 0.721 | 0.562 |
80 | 0.921 | 0.902 | 0.86 | 0.815 | 0.768 | 0.743 | 0.59 |
120 | 0.933 | 0.915 | 0.875 | 0.832 | 0.788 | 0.765 | 0.612 |
160 | 0.94 | 0.925 | 0.89 | 0.85 | 0.81 | 0.786 | 0.64 |
200 | 0.953 | 0.936 | 0.905 | 0.865 | 0.83 | 0.807 | 0.66 |
240 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 0.828 | 0.689 |
280 | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 2) | 0.71 |
- 1)Abaixo do ponto de congelamento
- 2)Acima do ponto de ebulição
- 1 Btu/(lbmºF) = 4.186,8 J/(kgºK) = 1 kcal/(kgºC)
5. Calcule Cv usando a equação para válvulas de água.
6. Determine o número de portas (2 ou 3 vias).
7. Determine a classificação de classe de pressão ANSI necessária (125 ou 250).
8. Determine a característica de fluxo necessária; normalmente porcentagem igual para aplicações de água e linear para aplicações de vapor.
9. Determine os requisitos de acabamento:
- Bronze / Latão (geralmente para aplicações de água com baixo ΔP)
- Aço inoxidável (geralmente para aplicações de água com ΔP mais alto e aplicações de vapor)
10. Determine o tipo de gaxeta, se aplicável (Padrão ou Alta Temperatura)
11. Determine o tipo de conexão mecânica ao sistema de tubulação. (NPT-FxF, NPT – FxUM, Flangeado, Suor, etc.)
12. Para o atuador, determine os requisitos de Posição Normal e Segurança contra Falhas
- NÃO – Normalmente Aberto
- NC – Normalmente Fechado
- SR – Spring Return ou Fail-Safe
- NSR – Retorno fora da primavera ou falha no local
13. Determine o tipo de atuador e sinal de controle (2 posições, flutuante, 0-10 VCC, etc.).
14. Determine se a substituição manual é necessária.
15. Com base em todas essas informações, selecione um conjunto de válvula que pode ser solicitado.
16. Verifique a pressão de fechamento (especificada ou pelo menos a pressão diferencial do sistema).
17. Calcule a queda de pressão real com base na válvula selecionada usando a fórmula CV
18. Verifique a autoridade percentual, onde: A autoridade percentual deve estar entre 25% e 50%.