caracterisitica coeficiente de vazao

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VÁLVULAS DE 
CONTROLE
SIMBOLOGIA – CARACTERÍSTICAS DAS VÁLVULAS
CARACTERÍSTICAS DAS 
VÁLVULAS
 DEFINIDA ENTRE RELAÇÃO DA VAZÃO E DA POSIÇÃO 
DA HASTE, VARIANDO AMBAS DE 0 A 100%.
 A VAZÃO DE SAÍDA DEPENDE DO SINAL DE SAÍDA DO 
CONTROLADOR QUE VAI PARA O ATUADOR
 O COMPORTAMENTO DA VÁLVULA É A SUA 
“CARACTERÍSTICA DE VAZÃO
Relação existente 
entre percentual da 
vazão e o percentual 
do curso
CARACTERÍSTICAS DE 
VAZÃO
 CARACTERÍSTICA INERENTE E INSTALADA, QUAL A 
DIFERENÇA?
 O OBJETIVO DA CARACTERIZAÇÃO DA VAZÃO É O DE 
FORNECER UM GANHO DO PROCESSO TOTAL 
RELATIVAMENTE CONSTANTE PARA TODO O 
PROCESSO.
 A CARACTERÍSTICA DEPENDE DO TIPO DA VÁLVULA, 
CONTORNO DO PLUG, DA SEDE, GAIOLA.
A B C
ALCANCE DE FAIXA DA 
VÁLVULA
 É A RELAÇÃO ENTRE A MÍNIMA E A MÁXIMA VAZÃO 
CONTROLÁVEIS.
 OBTIDO DIVIDINDO-SE O CV MÁXIMO UTILIZÁVEL DO 
CV MÍNIMO UTILIZÁVEL.
 DA MESMA FORMA QUE A CARACTERÍSTICA DE 
VAZÃO, EXISTE ALCANCE DE FAIXA INERENTE E 
INSTALADA.
ALCANCE DE FAIXA DA 
VÁLVULA
 O ALCANCE DEPENDE DO TIPO DE CORPO:
 VÁLVULA GLOBO É DA ORDEM DE 50:1
 VÁLVULA ESFERA É DA ORDEM DE 100:1
 VÁLVULA BORBOLETA É DA ORDEM 20:1
 O ALCANCE PODE SER CALCULADO POR:
Qin = V AZÃO INICIAL
Qfin = VAZÃO FINAL
Pin = QUEDA DE PRESSÃO À VAZÃO 
INICIAL
PFin = QUEDA DE PRESSÃO À VAZÃO 
FINAL
ALCANCE DE FAIXA DA 
VÁLVULA
 EX: DEVIDO A REQUISISTOS DO PROCESSO A VAZÃO 
DIMINUI DE 100 PARA 25%, ENQUANTO QUE A QUEDA 
DE PRESSÃO AUMENTA DE 16 PARA 100%, O ALCANCE 
DA FAIXA INSTALADA NESSE CASO SERIA
= 10
Característica de Vazão
Inerente: característica 
levantada com diferencial 
de pressão constante na 
válvula.
Instalada: obtida em 
condições normais de operação 
com diferenciais de pressão 
variáveis
Característica de vazão inerente
Curso em porcentagem
V
az
ão
 e
m
 p
o
rc
en
ta
g
em
Abertura Rápida
Linear
Igual porcentagem
Parabólica modificada
CARACTERÍSTICA LINEAR
 NAS VÁLVULAS COM CARACTERÍSTICAS LINEARES A 
VAZÃO É DIRETAMENTE PROPORCIONAL A ABERTURA 
DA VÁLVULA.
 ABERTURA PROPORCIONAL AO SINAL PADRÃO DO 
CONTROLADOR, 20 A 100 kPa(3..15 PSI) E DE 4 20 mA
SE ELETRÔNICO.
 POSSUI GANHO CONSTANTE EM TODAS AS VAZÕES.
CARACTERÍSTICA INERENTE LINEAR
 Q= VAZÃO CORRESPONDENTE A UM SINAL QUALQUER.
 Qmáx = VAZÃO CORRESPONDENTE A VÁLVULA TOTALMENTE ABERTA.
 S = Sc-So = VARIAÇÃO DO SINAL EM RELAÇÃO AO SINAL DO 
INSTRUMENTO, CORRESPONDENTE À POSIÇÃO DE FECHAMENTO DA 
VÁLVULA.
 S = SINAL DO INSTRUMENTO.
 Sc = SINAL DO INSTRUMENTO CORRESPONDENTE À POSIÇÃO DE 
FECHAMENTO DA VÁLVULA.
 So = SINAL DO INSTRUMENTO CORREPONDENTE À POSIÇÃO DE ABERTURA 
TOTAL DA VÁLVULA.
 Ss = Sc – So = AMPLITUDE DO SINAL DO INSTRUMENTO
P=constante
CARACTERÍSTICA DE IGUAL 
PERCENTAGEM
 IGUAL PERCENTAGEM DE ABERTURA DA VÁLVULA 
EQUIVALE A IGUAL PERCENTAGEM DE VARIAÇÃO DA 
VAZÃO.
 EX: QUANDO SE AUMENTA A ABERTURA DA VÁLVULA 
EM 1% INDO DE 20 A 21 %, ENTÃO A VAZÃO IRÁ 
AUMENTAR DE 1% DE SEU VALOR À POSIÇÃO DE 20%.
CARACTERÍSTICA DE IGUAL 
PERCENTAGEM
 A VÁLVULA DE IGUAL PERCENTAGEM TEM UMA VAZÃO 
PEQUENA PARA GRANDE VARIAÇÃO DE ABERTURA NO 
INÍCIO DE SUA ABERTURA, MAS QUANDO ESTÁ 
PRÓXIMO DE SUA ABERTURA TOTAL PEQUENAS 
ABERTURAS GERAM GRANDES VARIAÇÕES DE VAZÕES.
 OU SEJA MELHOR CONTROLE PARA BAIXAS VAZÕES E 
INSTÁVEL PARA ALTAS.
CARACTERÍSTICA INERENTE 
IGUAL PERCENTAGEM
 Q= VAZÃO CORRESPONDENTE A UM SINAL QUALQUER.
 Qmáx = VAZÃO CORRESPONDENTE A VÁLVULA TOTALMENTE ABERTA.
 S = Sc-So = VARIAÇÃO DO SINAL EM RELAÇÃO AO SINAL DO 
INSTRUMENTO, CORRESPONDENTE À POSIÇÃO DE FECHAMENTO DA 
VÁLVULA.
 Sc = SINAL DO INSTRUMENTO CORRESPONDENTE À POSIÇÃO DE 
FECHAMENTO DA VÁLVULA.
 So = SINAL DO INSTRUMENTO CORREPONDENTE À POSIÇÃO DE ABERTURA 
TOTAL DA VÁLVULA.
 Ss = Sc – So = AMPLITUDE DO SINAL DO INSTRUMENTO
 R = ALCANCE DA FAIXA
P=constante
CARACTERÍSTICA DA 
ABERTURA RÁPIDA
 VÁLVULAS COM CARACTERÍSTICAS DE ABERTURA RÁPIDA PRODUZ 
GRANDE VAZÃO COM PEQUENO DESLOCAMENTO DE HASTE DA VÁLVULA 
NO INÍCIO.
 CURVA LINEAR PARA A PRIMEIRA PARTE DO DESLOCAMENTO COM UMA 
INCLINAÇÃO ACENTUADA.
 APRESENTA ALTO GANHO PARA BAIXA VAZÃO E BAIXO GANHO PARA 
ALTA VAZÃO.
 NÃO É ADEQUADA PRA CONTROLE CONTÍNUO, POIS A VAZÃO NÃO É 
AFETADA PARA A MAIORIA DO SEU PERCURSO
 GERALMENTE USADA EM CONTROLE LIGA-DESLIGA
CARACTERÍSTICA DA 
ABERTURA RÁPIDA
NÃO É 
DEFINÍVEL 
MATEMATICA
MENTE
GANHO DAS VÁLVULAS
 O GANHO DA VÁVULA PODE SER DEFINIDO USANDO A CURVA 
CARACTERÍSTICA
 BASTA UTILIZAR TRECHOS E VERIFICAR A VARIAÇÃO DE VAZÃO 
COM RELAÇÃO A VARIAÇÃO DE ABETURA.
PARA CARACTERÍSTICA LINEAR TEMOS GANHO SEMPRE 
IGUAL A 1
PARA CARACTERÍSTICA IGUAL PERCENTAGEM O GANHO É 
CRESCENTE
PARA CARACTERÍSTICA ABERTURA RÁPIDA O GANHO É 
DECRESCENTE
Ganho: relação entre a variação de 
vazão e a variação de curso.
Análise de ganhos
Análise de ganhos
Análise de ganhos do sistema
K KV KC KP
Kt
K = ganho controlador
Kv = ganho atuador
Kc = característica de vazão
Kp = ganho do processo
Kt = ganho do transmissor
ESCOLHA DA 
CARACTERÍSTICA
 É FUNDAMENTAL A ESCOLHA CORRETA PARA SE TER 
UM BOM CONTROLE, EM LARGA FAIXA, DO 
PROCESSO.
 A VÁLVULA COM CARACTERÍSTICA INERENTE LINEAR
PARECE SER A MAIS DESEJÁVEL, PORÉM O OBJETIVO 
DO PROJETISTA É OBTER UMA CARACTERÍSTICA 
INSTALADA LINEAR.
Característica de vazão linear instalada
Curso em porcentagem
V
az
ão
 e
m
 p
o
rc
en
ta
g
em
21 LL
R
PPPv
Pv
P



Característica de vazão =% instalada
Curso em porcentagem
V
az
ão
 e
m
 p
o
rc
en
ta
g
em
21 LL
R
PPPv
Pv
P



Característica de vazão parabólica modificada instalada
Curso em porcentagem
V
az
ão
 e
m
 p
o
rc
en
ta
g
em
21 LL
R
PPPv
Pv
P



ESCOLHA DA 
CARACTERÍSTICA
 COMO A QUEDA DE PRESSÃO VARIA COM A VAZÃO (ALTA VAZÃO 
BAIXA QUEDA DE PRESSÃO), UMA VÁLVULA NÃO LINEAR 
NORMALMENTE FORNECE UMA RELAÇÃO LINEAR APÓS A 
INSTALAÇÃO.
 A ESCOLHA DA CARACTERÍSTICA CORRETA REQUER UMA ANÁLISE 
DINÂMICA DO PROCESSO.
ESCOLHA DA 
CARACTERÍSTICA
 HÁ VÁRIOS CASOS ONDE A ESCOLHA DA 
CARACTERÍSTICA NÃO RESULTA EM CONSEQUÊNCIAS 
GRAVES. QUALQUER CARACTERÍSTICA É ACEITÁVEL 
QUANDO:
 CONSTANTE DE TEMPO PROCESSO É BAIXA, COMO 
VAZÃO, PRESSÃO DE LÍQUIDOS E TEMPERATURA DE 
MISTURDORES.
 BANDA PROPORCIONAL AJUSTADA DO CONTROLADOR 
É ESTREITA (ALTO GANHO).
 AS VARIAÇÕES DE CARGA DO PROCESSO SÃO 
PEQUENAS, MENOS QUE 2:1.
ESCOLHA DA 
CARACTERÍSTICA
 VÁLVULAS COM CARACTERÍSTICA LINEAR SÃO 
NORMALMENTE USADAS EM PROCESSOS DE CONTROLE 
DE NÍVEL, E OUTRAS ONDE A QUEDA DE PRESSÃO É 
CONSTANTE.
 VÁLVULAS COM CARACTERÍSTICA DE IGUAL 
PERCENTAGEM É A MAIS USADA, GERALMENTE EM 
APLICAÇÕES COM GRANDE VARIAÇÃO DE QUEDA DE 
PRESSÃO
 QUANDO SE TEM A MEDIÇÃO DE VAZÃO COM PLACA DE 
ORIFÍCIO, CUJA SAÍDA DO TRANSMISSOR É 
PROPORCIONAL AO QUADRADO DA VAZÃO, DEVE-SE 
USAR UMA VÁLVULA COM CARACTERÍSTICA DE RAIZ 
QUADRADA ( ABERTURA RÁPIDA).
RECOMENDAÇÕES 
RESUMIDAS
 ABERTURA RÁPIDA:
 MEDIÇÃO DE VAZÃO ATRAVÉS DE PLACAS DE ORIFÍCIO
 VARIAÇÃO DE QUEDA DE PRESSÃO PEQUENA NA VÁLVULA ( MENOR QUE 2:1).
 LINEAR:
 PARA CONTROLE DE VAZÃO COM MEDIÇÃO POR PLACA DE ORIFÍCIO E COM 
QUEDA DE PRESSÃO NA VÁLVULA GRANDE (MAIOR QUE 2:1 E MENOR QUE 5:1).
 PARA CONTROLE DE VAZÃO COM SENSOR LINEAR, NÍVEL E PRESSÃO DE GÁS 
COM VARIAÇÃO DE QUEDA DE PRESSÃO ATRAVÉS DA VÁLVULAMENOR QUE 2:1.
 IGUAL PERCENTAGEM:
 PARA CONTROLE DE VAZÃO COM SENSOR LINEAR, NÍVEL E PRESSÃO DE GÁS 
COM VARIAÇÃO DE QUEDA DE PRESSÃO ATRAVÉS DA VÁLVULA MAIOR QUE 2:1 
E MENOR QUE 5:1.
 PARA CONTROLE DE VAZÃO DE LÍQUIDO, COM QUALQUER VARIAÇÃO DA 
QUEDA DE PRESSÃO ATRAVÉS DA VÁLVULA
 DIFERENCIAL DE PRESSÃO ABSORVIDO PELA VÁLVULA PEQUENO EM RELAÇÃO AO 
TOTAL DO SISTEMA.
 IMPOSSIBILIDADE DE SE ANALISAR GANHOS DO SISTEMA.
RECOMENDAÇÕES 
RESUMIDAS
 DEVIDO AS DIFERENÇAS ENTRE AS CARACTERÍSTICAS 
INERENTES E INSTALADAS, ALGUNS CUIDADOS PODEM 
SER TOMADAS CASO HAJA ESCOLHA ERRADA:
 USAR VÁLVULA DIGITAL QUE POSSA SER CARACTERIZADA 
POR SOFTWARE.
 CARACTERÍSTICA QUE SEJA OBTIDA ATRAVÉS DE 
EQUIPAMENTO AUXILIAR, COMO GERADOR DE FUNÇÃO, 
POSICIONADOR CARACTERIZADO, ETC...
Simbolos para 
válvulas de 
controle