Relação entre a abertura da válvula e a vazão, pressão e velocidade do fluxo

Minha compreensão também não pode ser considerada completa; é apenas a minha própria opinião. O que você está dizendo é que a segunda ideia, basicamente, não corresponde à realidade. Acho que o princípio fundamental da equação de Bernoulli é a conservação de energia. No entanto, quando se reduz a abertura da válvula, a resistência em todo o sistema aumenta, e a energia diminui. Por isso, não é possível aplicar a equação de Bernoulli nesse caso.

Será que, por esse ângulo, se pode explicar por que existem válvulas com curvas de característica de espera?

Este tópico foi editado pela última vez por HEJIYUER em 12/04/2016, às 00:15. A instalação de válvulas automáticas tem como objetivo “compensar” as variações na pressão ao longo das tubulações. Através da alteração da abertura da válvula de regulação (ou seja, do coeficiente de resistência da própria válvula), os parâmetros de controle são levados de volta aos valores definidos. As mudanças nos parâmetros de processo ocorrem primeiro, e só depois a válvula de controle “segue essas mudanças”. Trata-se de uma questão de ordem sequencial. A equação de Bernoulli calcula a distribuição de pressão em um estado estável, enquanto as válvulas de regulação servem para “corrigir” os desvios nos parâmetros do processo. De acordo com o projeto da estação de combustível, utiliza-se um PIC controlado por pressão (ou PCV) para manter estável a pressão do óleo na saída. Além disso, espera-se que a pressão de saída permaneça estável, independentemente das variações no fluxo de usuários – ou seja, dentro dos valores definidos por você. 1. Se a vazão necessária na máquina aumentar (o que é uma exigência da própria máquina), então a pressão de saída diminuirá. Nesse caso, o PIC abrirá automaticamente a válvula de regulação, reduzindo assim o coeficiente de resistência da válvula e, consequentemente, a perda de pressão em todo o sistema de tubulações. Isso permite que as condições de resistência do sistema sejam mantidas mesmo quando a vazão aumenta. Quando a nova vazão e a pressão de saída atingirem um equilíbrio (calculado pela equação de Bernoulli), a válvula de regulação não será mais aberta. 2. Se o filtro de óleo da máquina ficar entupido, a pressão do óleo na saída aumentará. Nesse caso, o PIC fechará a válvula para reduzir a pressão. Isso acontece porque o PIC não se importa com o volume do fluxo; ele “monitora” apenas a pressão na saída. Trata-se de uma situação perigosa. 3. Se eu usar o fluxo FIC como controle de saída, na condição 1 a válvula se fechará parcialmente, pois seu valor de ajuste é o fluxo, com o objetivo de manter a estabilidade do mesmo. Mas, no caso 2, a válvula de regulação se abre automaticamente. Analisando 1, 2 e 3, portanto, nas estações de combustível o que controlamos é a pressão, enquanto o volume do fluxo é determinado pela própria máquina, que “exige” a quantidade necessária, ajustando seu coeficiente de resistência por meio da válvula de regulação. Na equação de Bernoulli, vazão e perda de pressão são duas variáveis; você pode escolher controlar apenas um dos parâmetros (pressão ou vazão), deixando o outro de lado. O controle da bomba centrífuga é o mesmo; a curva de operação da bomba é a que determina isso.

Muito obrigado, você foi muito detalhista. As estações de serviço funcionam basicamente com base nas mudanças no fluxo de água exigido pelas máquinas. Como essas mudanças no fluxo causam variações na pressão nos tubos principais, as válvulas de regulação ajustam automaticamente seu grau de abertura para manter essa pressão estável. Outra coisa que não entendo muito bem é: será que as placas de orifício realmente têm o efeito de aumentar a pressão? Geralmente, quando a pressão no ramal de óleo lubrificante não é suficiente, utiliza-se uma placa orifical. No entanto, na minha opinião, a placa orifical aumenta a pressão de retenção, o que só consegue elevar a pressão antes da placa orifical. Assim, o manômetro localizado antes da placa orifical indica que a pressão é suficiente. Já a pressão dentro do ramal de óleo lubrificante, após a placa orifical, não aumenta; pelo contrário, diminui um pouco devido à perda de pressão. Será que a placa de orifício tem algum princípio que eu não conheço?

Eu sou formado em mecânica e trabalho com a instalação de estações de óleo para compressores centrífugos. Há alguns problemas relacionados à pressão das válvulas, sobre os quais pensei por muito tempo sem conseguir encontrar uma solução. Deve ser que não dominei bem o assunto de fluidos; peço a ajuda de todos. 1. Quando a abertura da válvula aumenta, o esforço necessário para operá-la diminui; em outras palavras, a queda de pressão na válvula também diminui. Se a pressão antes da válvula permanecer constante, tanto o fluxo quanto a pressão após a válvula aumentarão. 2. Quando a abertura da válvula aumenta, o fluxo também aumenta, assim como a velocidade do fluido. A pressão estática do óleo é então convertida em pressão dinâmica. A queda da pressão estática (pressão baixa em locais de alta velocidade do fluxo) é algo que resulta da equação de Bernoulli dos fluidos. 3. As duas conclusões são opostas; o primeiro ponto, com certeza, está correto. Quanto ao segundo ponto, tenho duas ideias sobre o erro. O primeiro caso é quando a abertura da válvula faz com que ela se torne parte de dois sistemas diferentes; nesse caso, não é possível aplicar a equação de Bernoulli. A equação de Bernoulli só se aplica quando há condições iguais tanto antes quanto depois da válvula. Nesse caso, o fluxo é o mesmo antes e depois da válvula, e, como a área transversal permanece constante, a velocidade do fluxo também é a mesma. Portanto, a pressão dinâmica é igual. Já a pressão estática diminui devido às perdas causadas pela válvula. A segunda ideia é que, antes e depois da alteração na abertura da válvula, pode-se utilizar a equação de Bernoulli. Quando a válvula se abre mais, o fluxo aumenta, a velocidade do fluxo também aumenta e a pressão diminui. No entanto, ao mesmo tempo, como a abertura da válvula aumenta, a perda de pressão diminui, fazendo com que a pressão aumente. Durante esse processo de aumento e diminuição, o fator decisivo é o aumento da pressão (não conheço a fórmula exata, mas suponho que a redução da pressão causada pela velocidade do fluxo seja semelhante a um valor infinitesimal, portanto, é a perda de pressão que determina se a pressão aumenta ou diminui; no final, a pressão acaba aumentando). Não há objeções às explicações acima. 4. A pressão na saída da bomba é determinada pela resistência do sistema. Se a válvula de fechamento na saída da bomba for fechada, a pressão na saída da bomba aumentará. No entanto, ao mesmo tempo, a energia necessária para superar a resistência da válvula também aumentará. Qual será então a variação da pressão após a válvula? Comentários: Para bombas centrífugas, a pressão de saída da bomba é determinada tanto pela curva de características da bomba quanto pela curva do tubo; essa pressão inclui tanto a pressão dinâmica quanto a pressão estática. Ao fechar a válvula de retenção, o fluxo diminui, a pressão total aumenta, a pressão dinâmica diminui e a pressão estática sobe. Ao fechar a válvula, a perda de pressão na válvula aumenta, e a pressão após a válvula diminui. A pressão de saída da bomba, como você disse, é determinada pela resistência do sistema; isso se refere a bombas de deslocamento positivo, e não a bombas centrífugas.

Minha compreensão: configurar a placa de orifícios equivale a aumentar a resistência do tubo, o que permite elevar a pressão na saída da bomba de deslocamento positivo, ou seja, a pressão no tubo principal. No caso das bombas centrífugas, embora seja possível aumentar a pressão na saída da bomba, o diferencial de pressão entre óleo e água não é grande, e isso é determinado pela curva característica das bombas centrífugas. Independentemente do tipo de bomba, a placa de orifício deve ser instalada atrás do usuário, a fim de aumentar o fluxo de água para ele, desde que isso não exceda a capacidade da bomba.