Como calcular o tamanho necessário de uma válvula de segurança?

Cálculo do tamanho necessário de uma válvula de segurança é um aspecto crítico em várias aplicações industriais. Como fornecedor de válvulas de segurança, entendo a importância do dimensionamento preciso para garantir a segurança e a operação eficiente dos sistemas. Neste blog, vou guiá -lo através do processo de calcular o tamanho necessário de uma válvula de segurança.

Compreendendo o básico das válvulas de segurança

Antes de investigar os cálculos de dimensionamento, é essencial ter um entendimento claro de quais são as válvulas de segurança e suas funções. Uma válvula de segurança é um dispositivo de alívio de pressão projetado para liberar automaticamente uma substância de um vaso ou sistema quando a pressão excede uma pressão de conjunto predeterminado. Isso evita que a pressurização, o que pode levar a falhas catastróficas, como explosões ou danos ao equipamento.

As válvulas de segurança são usadas em uma ampla gama de indústrias, incluindo petróleo e gás, produtos químicos, geração de energia e fabricação. Eles são instalados em caldeiras, vasos de pressão, oleodutos e outros equipamentos onde o controle de pressão é crucial.

Fatores que afetam o dimensionamento da válvula de segurança

Vários fatores precisam ser considerados ao calcular o tamanho necessário de uma válvula de segurança. Esses fatores incluem:

1. Defina a pressão

A pressão definida é a pressão na qual a válvula de segurança começa a abrir. É determinado pela pressão de trabalho máxima permitida (MAWP) da embarcação ou sistema. A pressão definida deve ser ajustada ligeiramente abaixo do MAWP para garantir que a válvula de segurança seja aberta antes que a pressão atinja um nível perigoso.

2. Pressão operacional máxima

A pressão operacional máxima é a pressão mais alta que o sistema deve operar em condições normais. É importante considerar a pressão operacional máxima para garantir que a válvula de segurança não seja aberta durante a operação normal.

3. Backpressure

Backpressure é a pressão que existe na saída da válvula de segurança. Existem dois tipos de contrapressão: contrapressão constante e backpressure variável. A contrapressão constante é uma pressão constante que permanece a mesma durante a operação da válvula de segurança. A contrapressão variável, por outro lado, muda à medida que a válvula de segurança abre e libera a substância.

4. Propriedades fluidas

As propriedades do fluido que estão sendo aliviadas, como sua densidade, viscosidade e compressibilidade, também afetam o dimensionamento da válvula de segurança. Por exemplo, um fluido mais viscoso pode exigir um tamanho de válvula maior para garantir o fluxo adequado.

5. Taxa de fluxo

A vazão é a quantidade de fluido que precisa ser aliviada pela válvula de segurança em um determinado tempo. É determinado pelas fontes potenciais de pressão excessiva, como entrada de calor, reações químicas ou bloqueios no sistema.

Etapa - Processo de etapa para calcular o tamanho da válvula de segurança

Etapa 1: determine a taxa de alívio necessária

A primeira etapa no cálculo do tamanho da válvula de segurança é determinar a taxa de alívio necessária. Essa é a quantidade de fluido que precisa ser liberada por unidade de tempo para evitar o excesso de pressurização. A taxa de alívio necessária pode ser calculada com base no aplicativo específico e nas fontes potenciais de pressão excessiva.

Por exemplo, em um sistema de caldeira, a taxa de alívio necessária pode ser calculada com base na entrada de calor na caldeira. Se a entrada de calor for conhecida, a quantidade de vapor gerada poderá ser calculada e isso pode ser usado para determinar a taxa de alívio necessária.

Etapa 2: selecione o tipo de válvula apropriado

Existem vários tipos de válvulas de segurança disponíveis, incluindo válvulas de segurança carregadas de mola, válvulas de segurança operadas por piloto e válvulas de segurança de peso morto. A escolha do tipo de válvula depende de vários fatores, como a aplicação, a pressão do conjunto e a contrapressão.

As válvulas de segurança carregadas de mola são do tipo mais usado. Eles são simples em design, confiáveis e podem ser usados em uma ampla gama de aplicações. As válvulas de segurança operadas por piloto são mais adequadas para aplicações e aplicações de alta pressão, onde é necessária uma pressão precisa. As válvulas de segurança de peso morto são normalmente usadas em aplicações, onde é necessário um grau muito alto de precisão.

Etapa 3: Calcule a área de orifício necessária

Depois que a taxa de alívio necessária é determinada e o tipo de válvula é selecionado, a próxima etapa é calcular a área de orifício necessária da válvula de segurança. A área do orifício é a área cruzada da abertura através da qual o fluido flui quando a válvula de segurança está aberta.

A fórmula para calcular a área do orifício depende do tipo de fluido (gás ou líquido) e das condições de fluxo. Para o fluxo de gás, a área do orifício pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

[A = \ frac {W} {C \ Times K \ Times P_1 \ Times \ Sqrt {\ Frac {M} {T_1}}}]

Onde (a) é a área do orifício, (w) é a taxa de alívio necessária, (c) é o coeficiente de descarga, (k) é o fator de correção para a contrapressão (P_1) é a pressão de entrada, (m) é o peso molecular do gás e (t_1) é a temperatura de entrada.

Para fluxo de líquido, a área do orifício pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

[A = \ frac {w} {\ rho \ times c \ times k \ times \ sqrt {2g \ delta p}}]

onde (\ rho) é a densidade do líquido, (g) é a aceleração devido à gravidade e (\ delta p) é o diferencial de pressão através da válvula.

Etapa 4: selecione o tamanho da válvula

Depois de calcular a área de orifício necessária, a próxima etapa é selecionar o tamanho da válvula. As válvulas de segurança estão disponíveis em tamanhos padrão e o tamanho da válvula deve ser selecionado com base na área de orifício calculada. É importante escolher um tamanho de válvula um pouco maior que a área de orifício calculada para garantir que a válvula possa lidar com a taxa de alívio necessária.

Importância do uso de válvulas de segurança de qualidade

O uso de válvulas de segurança de alta qualidade é crucial para garantir a segurança e a confiabilidade dos sistemas industriais. Em nossa empresa, oferecemos uma ampla gama de válvulas de segurança projetadas e fabricadas para atender aos mais altos padrões de qualidade e desempenho.

Nossas válvulas de segurança são feitas de materiais de alta qualidade, como aço inoxidável e aço carbono, para garantir a durabilidade e a resistência à corrosão. Eles também são testados e certificados para atender aos padrões internacionais, como ASME e API.

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Referências

• ASME Boiler e Código do Vaso de Pressão, Seção VIII, Divisão 1.
• API Standard 520, dimensionamento, seleção e instalação de dispositivos de pressão - alívio em refinarias.
• Manual dos Engenheiros Químicos de Perry, 8ª edição.