CÁLCULO DO COEFICIENTE DE DESCARGA EM VÁLVULAS DE ALÍVIO DE PRESSÃO

Departamento de Engenharia Mecânica

CÁLCULO DO COEFICIENTE DE DESCARGA EM VÁLVULAS DE
ALÍVIO DE PRESSÃO

Introdução
Válvulas de alívio de pressão (VAP) são uns dos dispositivos mais importantes usados na segurança de operações de escoamento em tubulações, uma vez que estão encarregadas de garantir a integridade das instalações. Devido a sua importância, diversos trabalhos podem ser encontrados na literatura (Maiti et al., 2002; Boccardi et al., 2004). No entanto, a grande maioria apresenta modelos simplificados, considerando regime permanente, e com operações restritas a situações de pressão máxima de alívio.
Para ser possível aprimorar os modelos que prevêem o funcionamento das válvulas de alívio é preciso levar em consideração a dinâmica da mesma. Estes modelos necessitam do conhecimento do coeficiente de descarga da válvula em função de sua abertura. Em geral este coeficiente é determinado experimentalmente, considerando a válvula estática.
Objetivo
Visando aprimorar os modelos que prevêem a disco dinâmica de operação de válvulas de alívio, o presente trabalho visa calcular o coeficiente de descarga em válvulas de alívio de pressão (PRV) com diferentes aberturas da válvula (Fig. 1), para fornecer como dado de entrada aos válvula modelos dinâmicos.

mola

D

L

Metodologia
Para determinar o coeficiente de descarga, considerou-se uma válvula PRV simplificada (Fig. 1). A
Figura 1 - Sistema PRV análise foi realizada considerando uma válvula estática, com diferentes aberturas. Considerou-se o escoamento bidimensional, axisimétrico, permanente e turbulento.
O coeficiente de descarga Cd é definido em função da vazão volumétrica Q na saída da válvula, da área de entrada da válvula A , das pressões na entrada e saída da mesma, pin e pout, e da massa específica ρ como
Cd =

Q/ A

2 (P − P ) / ρ in out

,

(1)

A pressão de entrada é a pressão de set-point definida para a abertura da PRV. A pressão de saída, em geral