METODOLOGIA Experimental para Avaliação do Desempenho de Válvulas de Segurança para Ar Comprimido e Contrapressão Atmosférica
Nome: THIAGO DE FREITAS HULLE SANT'ANNA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 09/07/2021
Orientador:
Nome |
Papel |
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| ROGÉRIO RAMOS | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| JOÃO ALVES DE LIMA | Examinador Externo |
| MARCIO FERREIRA MARTINS | Examinador Interno |
| MARIA HELENA FARIAS | Examinador Externo |
| ROGÉRIO RAMOS | Orientador |
Resumo: A segurança de dispositivos e equipamentos submetidos a pressão está diretamente associada ao dimensionamento e funcionamento correto de uma válvula de segurança. Para isso é necessário avaliar o desempenho da mesma. Este trabalho desenvolve e testa metodologias para ensaio de vazão, buscando seguir as principais normas existentes, além de desenvolver um modelo matemático simplificado que estima a elevação e a vazão de válvulas de segurança que operam com ar comprimido e contrapressão atmosférica. Foram desenvolvidas quatro metodologias diferentes para controle e realização de teste de capacidade vazão: I) Alimentado e controlado diretamente pela operação do compressor; II) Controlado manualmente a partir de válvula de controle; III) Controlado automaticamente com setpoint de pressão; e IV) Controlado automaticamente com setpoint de vazão. Essas metodologias foram testadas em duas válvulas diferentes. Adicionalmente, foi elaborado um modelo matemático a partir da teoria de escoamento compressível em bocal convergente. Seus resultados foram comparados com três válvulas diferentes, quanto à elevação do disco e vazão de descarga. Quanto às metodologias, observou-se que a Metodologia I apresenta a maior variabilidade vazão devido aos ciclos do compressor, as Metodologias II, III e IV apresentam valores muito próximos entre si, com desvio máximo de 2,03% e 5,11% em relação a média das três metodologias, para as duas válvulas testadas. Destas, destaca-se o menor tempo de execução da Metodologia III, sendo que a IV atingiu menor variabilidade da vazão. Para validação do aparato experimental e da Metodologia III, uma válvula certificada de acordo às normas da The American Society of Mechanical Engineers (ASME) foi testada e obteve-se uma vazão 0,95% acima da vazão estampada na válvula. Já o modelo matemático apresenta uma diferença entre a elevação do disco estimada e a elevação experimental de, no máximo, 3,94% e mínimo de 0,60%. Para a vazão o modelo matemático, obteve-se a diferença máxima de 7,36% e mínima de 2,09% em relação ao experimental.
