I. Desempenho Principal e Terminologia Geral
Capacidade de Fluxo
A vazão nominal que passa por uma válvula sob condições especificadas.
Coeficiente de Fluxo (Valor Cv)
Uma constante relacionada à geometria da válvula, usada para quantificar a capacidade de fluxo. É definido como a vazão, em galões americanos por minuto (US gal/min), de água limpa a 60°F (aprox. 15,6°C) que passa por uma válvula totalmente aberta com uma queda de pressão de 1 psi nas portas da válvula. Um valor Cv mais alto indica maior capacidade de fluxo e menor perda de pressão.
Valor Cv Nominal
O coeficiente de fluxo (valor Cv) de uma válvula em seu curso nominal.
Coeficiente de Fluxo Relativo
A razão entre o coeficiente de fluxo (valor Cv) em um curso especificado e o coeficiente de fluxo (valor Cv) em curso nominal.
Rangeabilidade (R)
A razão entre o fluxo máximo controlável e o fluxo mínimo controlável, desde que a válvula atenda aos requisitos especificados de desvio da característica de fluxo. É frequentemente expressa como a razão entre o coeficiente de fluxo máximo (Cvmax) e o coeficiente de fluxo mínimo (Cvmin), ou seja, R = Cvmax / Cvmin. A rangeabilidade típica para válvulas de controle padrão é de 30:1 ou 50:1.
Vazamento de Sede / Passagem
O fluxo mínimo que passa quando o elemento de controle de fluxo (por exemplo, obturador da válvula) não está totalmente assentado contra a sede da válvula, ocorrendo abaixo do fluxo mínimo controlável.
Vazamento na Sede
A quantidade de fluido que passa pela interface de vedação da válvula quando a válvula está na posição totalmente fechada sob condições especificadas de pressão diferencial e temperatura. Este é um indicador importante da estanqueidade de uma válvula.
Vena Contracta
O ponto onde a velocidade do fluido atinge seu máximo, e a pressão estática e a área de fluxo atingem seu mínimo à medida que o fluido passa por uma válvula. Geralmente está localizado ligeiramente a jusante da sede da válvula.
Válvula de Alta Recuperação de Pressão
Uma construção de válvula (por exemplo, válvula de esfera, válvula borboleta) com contornos internos aerodinâmicos e baixa turbulência de fluido, permitindo que a pressão a jusante se recupere para uma alta porcentagem da pressão de entrada além da vena contracta.
Válvula de Baixa Recuperação de Pressão
Uma construção de válvula (por exemplo, válvula de assento único convencional reta) que, devido à geometria do seu percurso de fluxo, causa turbulência significativa no fluido, resultando em recuperação de pressão mais fraca a jusante da vena contracta. A pressão recuperada representa uma porcentagem menor da pressão de entrada.
II. Características de Fluxo
Característica de Fluxo
A relação funcional entre o fluxo relativo (Q/Qmax) através de uma válvula e o percurso relativo (l/L) à medida que a porcentagem do percurso nominal varia de 0% a 100%. Este termo deve ser claramente distinguido como característica de fluxo inerente ou característica de fluxo instalada.
Característica de Fluxo Inerente
A relação entre vazão e curso medida sob condições de teste onde a pressão diferencial através da válvula permanece constante.
Característica de Vazão Instalada
A relação entre vazão e curso sob condições reais do sistema de tubulação, onde a pressão diferencial através da válvula varia com a vazão devido a fatores como resistência da linha.
Característica de Vazão de Porcentagem Igual
Uma característica de vazão inerente onde a mudança de vazão por unidade de mudança de curso é proporcional à vazão atual. Em outras palavras, o logaritmo da vazão é linear com o curso. Adequado para aplicações que exigem regulação de ampla faixa e variações significativas na queda de pressão do sistema.
Característica de Fluxo Linear
Uma característica de fluxo inerente onde a mudança de fluxo por unidade de mudança de curso é constante. Ou seja, o fluxo é linear com o curso. Adequado para aplicações onde a maior parte da queda de pressão do sistema ocorre na válvula.
Característica de Fluxo de Abertura Rápida
Uma característica de fluxo inerente onde o fluxo aumenta rapidamente durante a abertura inicial da válvula (pequeno curso), após o qual o aumento do fluxo diminui. Comumente usado para controle on/off ou de duas posições.
Característica de Fluxo Parábolico Modificada
Uma característica de fluxo composta que fornece uma característica de porcentagem aproximadamente igual em posições de baixo curso do elemento de controle de fluxo e uma característica aproximadamente linear em posições de alto curso.
III. Terminologia Relacionada a Atuadores e Forças
Atuador
O dispositivo de acionamento de uma válvula de controle que gera empuxo ou torque com base em um sinal de controle para mover a haste ou eixo da válvula.
Atuador de Dupla Ação
Um atuador que pode fornecer força motriz em qualquer direção (abrir ou fechar) usando energia externa (por exemplo, pressão pneumática ou hidráulica).
Faixa da Mola
A faixa de ajuste da mola dentro de um atuador, usada para equilibrar a força desbalanceada induzida pelo processo em condições reais de operação, garantindo que a válvula possa ser posicionada de forma estável no curso necessário.
Faixa de Pressão do Diafragma
A diferença entre as pressões alta e baixa aplicadas ao diafragma de um atuador de diafragma necessária para produzir o curso nominal da sede da válvula.
Faixa de Pressão Inerente do Diafragma
A faixa de pressão do diafragma medida com o corpo da válvula à pressão atmosférica (ou seja, sem influência da pressão do processo).
Faixa de Pressão Instalada do Diafragma
A faixa de pressão necessária no diafragma para produzir o curso nominal da sede da válvula enquanto a válvula está sujeita às pressões reais do processo. Devido às forças desbalanceadas dinâmicas geradas pelo fluido do processo, esta faixa geralmente difere da faixa de pressão inerente do diafragma.
Área Efetiva
Em um atuador de diafragma, a porção da área do diafragma que efetivamente gera força de saída. Esta área varia com o curso do diafragma, com diafragmas moldados apresentando menos variação do que diafragmas planos.
Força de Desbalanceamento Dinâmico
A força resultante atuando no obturador da válvula (ou pinhão da válvula) em qualquer abertura especificada devido à ação da pressão do fluido de processo.
Força de Desbalanceamento da Haste
A força resultante gerada na haste da válvula em qualquer posição devido à pressão do fluido.
Constante da Mola
A variação na força da mola por unidade de variação na compressão (ou extensão) da mola. Em atuadores de diafragma, isso é tipicamente expresso em libras-força por polegada (lbf/in).
IV. Segurança e Modos de Falha
Fechamento por Falha (FC)
Um estado seguro: quando o suprimento de ar de acionamento para um atuador pneumático é interrompido, a força da mola dentro do atuador leva o elemento de controle de fluxo da válvula para a posição fechada.
Fail-Open (FO)
Um estado seguro: quando o suprimento de ar de acionamento para um atuador pneumático é interrompido, a força da mola dentro do atuador leva o elemento de controle de fluxo da válvula para a posição aberta.
Fail-Safe
Uma característica crítica de uma válvula e seu atuador: após a interrupção da fonte de energia de acionamento (por exemplo, suprimento de ar, energia elétrica), o elemento de controle de fluxo da válvula se move automaticamente para uma posição segura predefinida. Essa posição segura pode ser totalmente fechada, totalmente aberta ou permanecer na última posição (Fail-in-Last-Position), dependendo dos requisitos de segurança do processo. Atingir uma função complexa de "manter a última posição" geralmente requer sistemas de controle auxiliares (por exemplo, tanques de ar, válvulas solenoides).
Válvula Normalmente Fechada (NF)
Sinônimo de "Falha para Fechar".
Válvula Normalmente Aberta (NA)
Sinônimo de "Falha para Abrir".
V. Construção e Configuração
Empurrar para Fechar / Ar para Fechar
Uma construção de válvula direta onde o elemento de controle de fluxo está localizado entre o atuador e a sede da válvula. Quando a haste do atuador se move para baixo (estendendo-se), ela empurra o elemento de controle de fluxo contra a sede, fechando assim a válvula. Esta construção também é referida como ação direta.
Empurrar para Abrir / Ar para Abrir
Uma construção de válvula direta onde a sede da válvula está localizada entre o atuador e o elemento de controle de fluxo. Quando a haste do atuador se move para baixo (estendendo-se), ela puxa o elemento de controle de fluxo para longe da sede, abrindo assim a válvula. Esta construção também é referida como ação reversa.
Curso Nominal
A distância que o elemento de controle de fluxo da válvula se move da posição totalmente fechada para a posição totalmente aberta recomendada pelo fabricante.