ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE (EFC)

ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE (EFC)

1. válvulas de controle é o elemento final mais usado

   • varia a quantidade de energia ou material (agente de controle), em resposta ao sinal enviado pelo controlador, para manter a variável controlada

2. interno de válvulas: coração; produzir uma restrição variável à passagem do fluído; ação corretiva do controlador; relação entre a vazão que passa e a abertura da válvula

   • obturador tipo gaiola: número de passagens ou janelas, as quais distribuem uniformemente o fluxo ao redor do obturador
   • anel de sede: anel circular montado no interior do corpo formando o orifício de passagem do fluxo
   • obturador: controlar a vazão
     • torneados: guiados na base e no topo
     • com entalhes em V: proporciona vazão inicial menor; e melhor satisfaz as condições de escoamento percentual
     • simples estriados ou perfilados: guia somente no topo são muito usados em orifícios com diâmetro de 1 ou -
     • abertura rápida: controle “tudo ou nada“, para fechamento de emergência, descargas
     • com disco ou o-ring: corpo de sede simples ou dupla, para controle proporcional ou tudo ou nada

3. válvulas de controle

   • mais sujeita a severas condições de pressão, temperatura, corrosão e contaminação do que qualquer outro componente
     • funciona como uma resistência variável na tubulação, como sendo um orifício de dimensões variáveis
       • consiste em dois conjuntos: atuador e corpo
         • atuador: responsável pela Força Motriz
         • corpo: permite > ou < passagem do fluído no seu interior. divide em: internos, castelo, flanges interiores
           • agrupar os principais tipos de válvulas em dois grupos: deslocamento linear e rotativo
   • válvula de deslocamento linear da haste: movimento retilíneo, acionada por uma haste deslizante.
     • tipo guilhotina: diâmetros de 2” até 24” com conexões sem flanges para ser instalada entre par de flanges da tubulação, aplicação continua sendo em controle biestável com fluídos pastosos, tais como massa de papel.
     • diafragma ou saunders: corpo em cuja parte central apresenta um encosto sobre o qual um diafragma móvel, preso entre o corpo e o castelo, se desloca para provocar o fechamento
     • válvula globo tipo gaiola: ausência de roscas, menor peso das peças internas, menor ruído, alta estabilidade de operação
       • gaiola balanceada: orifício interno no obturador, que faz com a pressão do fluído comunique-se com ambos os lados do obturado; fluído entra por cima, má vedação
       • sede simples: fluído entra por baixo do anel da sede, passando pelo orifício e pelas janelas da gaiola
     • válvulas globo: corpo de duas vias, conexão com a linha pode ser através de flanges rosca ou solda
       • sede dupla: F relativamente pequena do atuador. vantagem: estaticamente quase estável sem precisar de muita F. desvantagem: pode ter vasamentos
       • sede simples: obturador é guiado na base, no topo e/ou em sua saia e sua montagem faz com que a válvula fecha ao descer a haste.
         • F sobre obturador: produto da área total do orifício pela P diferencial através da válvula

4. caixa de gaxetas: impedir que o fluído controlado passe para o exterior da válvula; serve ainda como guia da haste

5. castelo: parte separada do corpo da válvula que pode ser removida para dar acesso as partes internas das válvulas

   • normal: padrão utilizado, temperatura entre -18 a 232°C
   • aletado: temperatura do fluído > 200°C
   • alongado: prevenir o congelamento das gaxetas em aplicações de baixas temperaturas (< 5°C)
   • com fole: fluídos radiativos ou tóxicos, servindo como um reforço das gaxetas; P =~ 600 psi

6. posicionadores: dispositivo que trabalha em conjunto com o atuador da VC para posicionar o obturador em relação a sede da válvula

   • llimitações do uso:
     • pode ser prejudicial para a qualidade do controle, principalmente no CV
     • exemplos: posicionador pneumático e posicionador eletropneumático
   • posicionador inteligente
     • a posição da haste da válvula de controle é feita através do efeito “Hall” (campo magnético)
     • vantagens: reduz variações, confiança nas manutenções preventivas, > rendimento do processo, calibração, configuração e gerenciamento dentro da sala de controle

7. válvula de deslocamento rotativo da haste: desvantagens: limitações em diâmetros inferiores a 1” ou 2” e quedas de pressão; vantagens: baixo peso, desenho simples, capacidade relativa maior de fluxo, custo inicial <

   • tipo borboleta: corpo cilíndrico com um disco solidário a um eixo instalado perpendicularmente ao eixo do cilindro, deslocamento rotativo, corpo de duas vias de passagem retas
   • esfera: esfera gira em torno de dois anéis de Teflon alojados no corpo e que fazem a função de sede; > capacidade de fluxo, devido a sua passagem ser praticamente livre sem restrições
   • obturador rotativo - excêntrico: obturador possui guia dupla possibilitando, uma resistência < à passagem de fluxo do que em outros tipos de válvulas

8. gaxetas: material utilizado: produzir mínimo atrito, ter elasticidade, etc

   • teflon: não requer lubrificação; principal limitação é a temperatura; formada por anéis em V
   • amianto impregnado: utilizado aditivos; do tipo quadrada e comprimida por meio de prensa gaxeta; requer lubrificação externa

9. coeficiente de vazão (CV)

   • quantidade de água a 60°F medida em galõe, que passa por uma determinada restrição em 1 minuto, com uma perda de carga de 1 psi

10. característica de vazão

    • inerente: relação entre a vazão através da válvula e o sinal do controlador, sob P diferencial cte, através da válvula
      • 4 tipos de características: linear; igual porcentagem (50:1 ); parabólica modificada e abertura rápida
    • alcance de faixa da válvula: relação entre a máx e mín vazão controlável
    • instalada: real característica de vazão, a P diferencial não é mantida cte