O que é melhor para uma válvula globo: entrada baixa e saída alta ou entrada alta e saída baixa?

20 de setembro de 2024
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Uma válvula globo é um tipo comum de válvula, ideal para bloquear, regular e estrangular o fluxo. Como o curso da haste durante a abertura ou o fechamento é relativamente curto, ela possui uma função de bloqueio muito confiável e, além disso, a abertura da sede varia em proporção direta ao curso do disco, sendo especialmente adequada para a regulagem de vazão.

Sabemos que as válvulas globo geralmente utilizam um projeto de entrada baixa e saída alta, mas por que adotam esse projeto e todas as válvulas globo são projetadas dessa forma? Este artigo fornecerá uma explicação detalhada.

Por que as válvulas globo utilizam um projeto de entrada baixa e saída alta?

Ao discutir como uma válvula globo funciona, primeiro precisamos compreender um conceito básico: a direção do fluxo do fluido. Na maioria dos casos, uma válvula globo é projetada para permitir que o fluido entre pela parte inferior e saia pela parte superior. Esse projeto de entrada baixa e saída alta se baseia principalmente nas características naturais do escoamento dos fluidos e no mecanismo de funcionamento da válvula globo.

1. Características naturais do escoamento: Sem uma força externa, fluidos como água ou gás tendem a escoar de áreas de menor pressão para áreas de maior pressão. O projeto de entrada baixa e saída alta utiliza essa característica, permitindo que o fluido entre pela entrada de menor pressão e saia pela saída de maior pressão.

2. Mecanismo de funcionamento: A válvula globo funciona por meio da interação entre a haste e o anel de vedação. O projeto de entrada baixa e saída alta permite que a pressão se acumule acima do anel de vedação, contribuindo para uma vedação melhor e para impedir vazamentos do fluido.

Diagrama de fluxo da válvula globo

A válvula globo utiliza um projeto de entrada baixa e saída alta com base no escoamento natural do fluido. O principal objetivo é reduzir a resistência ao fluxo e facilitar a abertura. Quando a válvula está fechada, a junta entre o corpo e o castelo, bem como a gaxeta ao redor da haste, não ficam sob pressão. Isso evita a exposição prolongada à pressão e à temperatura do fluido, ajudando a prolongar a vida útil da válvula e a reduzir vazamentos. Esse projeto também facilita a manutenção, como a substituição ou a adição de gaxeta quando a válvula está fechada.

Em quais situações uma válvula globo utiliza entrada alta e saída baixa?

Muitas pessoas pensam que todas as válvulas globo têm entrada baixa e saída alta, mas nem sempre é assim. Em geral, as válvulas globo utilizam entrada baixa e saída alta, mas existem algumas situações especiais em que utilizam entrada alta e saída baixa:

1. Válvulas globo de alta pressão com diâmetro superior a 100mm

Devido ao baixo desempenho de vedação das válvulas de grande diâmetro, essa configuração permite que a pressão do fluido atue sobre a parte superior do disco quando a válvula está fechada, melhorando a vedação da válvula.

2. Duas válvulas globo em série em uma tubulação de desvio, sendo que a segunda válvula exige "entrada alta e saída baixa"

Para garantir a estanqueidade da válvula durante um ciclo de manutenção, as válvulas operadas com frequência exigem a instalação de duas válvulas globo em série. No sistema de desvio, essa configuração atende às seguintes finalidades:

Equilibra a pressão antes e depois da válvula da tubulação principal, facilitando a abertura e reduzindo o desgaste da válvula principal.
Permite que uma pequena vazão aqueça a tubulação durante a partida.
Na tubulação principal de água de alimentação, controla a vazão da água de alimentação para ajustar a taxa de aumento da pressão da caldeira, sendo adequada para testes de pressão da caldeira.

Com base na direção do fluxo do fluido, as válvulas globo de desvio são chamadas de primeira válvula e segunda válvula. Durante a operação normal, ambas permanecem fechadas e em contato direto com o fluido. Para evitar que a gaxeta da segunda válvula fique exposta ao fluido e à alta temperatura por tempo excessivo, e para permitir que a gaxeta seja substituída durante a operação, a segunda válvula deve ser instalada na direção de "entrada alta e saída baixa".

3. Válvulas globo de exaustão e ventilação de caldeiras

As válvulas globo de exaustão e ventilação de caldeiras são utilizadas apenas durante o processo de enchimento com água na partida da caldeira, com baixa frequência de abertura e fechamento. Entretanto, devido à vedação deficiente, elas frequentemente causam perda de fluido de trabalho. Para melhorar o desempenho da vedação, algumas usinas de energia instalam essas válvulas em uma configuração de "entrada alta e saída baixa".

4. Válvulas eletromagnéticas de fechamento rápido

A função de uma válvula eletromagnética de fechamento rápido é fechar rapidamente e interromper de imediato o fornecimento de combustível.

Sua estrutura é semelhante à de uma válvula globo. Entretanto, se o fluido de trabalho também entrar pela parte inferior e sair pela parte superior, a força exercida pelo combustível sobre a face inferior do disco será elevada, e o contrapeso da válvula eletromagnética de fechamento rápido será muito menor do que essa força.

Porém, se o fluido de trabalho entrar pela parte superior, assim que a válvula de fechamento rápido for acionada, a pressão a jusante da válvula cairá rapidamente e a pressão do combustível sobre a face inferior do disco será rapidamente reduzida a zero. Nesse momento, as forças restantes serão a força exercida pelo combustível sobre o disco e a força combinada do contrapeso e da alavanca.

Resumo

Em condições de grande diâmetro e alta pressão, o uso de um projeto de entrada baixa e saída alta pode dificultar o fechamento da válvula, e a haste, submetida à pressão constante da água, pode se deformar ou entortar com o tempo, afetando a segurança e a vedação da válvula. Em contrapartida, a escolha de um projeto de entrada alta e saída baixa permite utilizar uma haste de menor diâmetro, o que pode reduzir custos tanto para os fabricantes quanto para os usuários.

O projeto original da válvula globo destina-se a um modo de operação com entrada baixa e saída alta, que está de acordo com as características naturais do escoamento do fluido e com o mecanismo de funcionamento. Entretanto, em determinadas aplicações especiais, pode ser utilizado um projeto de entrada alta e saída baixa para atender a requisitos específicos. Isso exige uma análise detalhada nas aplicações práticas, e o projeto deve ser selecionado de acordo com as necessidades reais.

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