É importante conhecer o comportamento do vapor em uma aplicação de transferência de calor e Fluxo de vapor saturado através de uma válvula de controle, como parte do tema central da dimensionamento de válvulas de controle para sistemas de vapor.
Primeiro, o vapor é fornecido a uma pressão específica no lado a montante da válvula de controle e, através dele, passa para um trocador de calor, operando também a uma pressão específica.
O vapor passa através da válvula de controle e entra no espaço de vapor do equipamento, onde entra em contato com as superfícies de transferência de calor. O vapor condensa nas superfícies de transferência de calor, criando condensado. O volume do condensado é muito menor que o do vapor. Isso significa que quando o vapor se condensa, a pressão no espaço de vapor é reduzida.
A pressão reduzida no espaço de vapor significa que há uma diferença de pressão na válvula de controle e o vapor fluirá da zona de alta pressão, que está a montante da válvula de controle, para a zona de pressão mais baixa. digamos, o espaço de vapor no equipamento, que é proporcional à diferença de pressão e, idealmente, equilibrar a taxa na qual o vapor condensa.
O fluxo de vapor que entra no equipamento é governado por essa diferença de pressão e pelo tamanho do orifício da válvula. Se, a qualquer momento, o fluxo de vapor através da válvula fosse menor que a taxa de condensação, caso a válvula fosse muito pequena, a pressão de vapor e a taxa de transferência de calor no trocador de calor cairiam. abaixo do necessário, o trocador de calor não poderia satisfazer a carga térmica.
Então, se você usar um sistema de controle de modulaçãoÀ medida que a temperatura do processo se aproxima do ponto de ajuste do controlador, ele fechará a válvula em uma quantidade relacionada, reduzindo assim o fluxo de vapor para manter a pressão mais baixa necessária para sustentar uma carga de calor menor. A ação de abrir e fechar a válvula é geralmente conhecida como aumentar ou diminuir o curso da válvula.
Então, ao fechar a válvula, o fluxo de massa é reduzido. A pressão de vapor cai no espaço de vapor e, portanto, também a temperatura do vapor. Isso significa que há uma diferença de temperatura mais baixa entre o vapor e o processo, de modo que a taxa de transferência de calor é reduzida, de acordo com a seguinte equação:
O coeficiente global de transferência de calor (U) não muda muito durante o processo e a área (A) é fixa, de modo que se a diferença de temperatura média (DTM) for reduzida, a transferência de calor do vapor para o fluido secundário.
Este é o primeiro de uma série de artigos relacionados ao dimensionamento de válvulas de controle para sistemas a vapor, por isso, por enquanto, convidamos você a ler o conteúdo relacionado em válvulas de controle:
- Como selecionar válvulas de controle para sistemas de vapor
- Instalação de válvulas de controle em sistemas de vapor
- Start-up de válvulas de controle em sistemas de vapor
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