A importância de uma partida suave para aplicações críticas que exigem alta precisão

1º de maio de 2023 Por conteúdo patrocinado

Ao selecionar uma válvula, há muitos parâmetros a serem observados, mas quando equipamentos sensíveis estão envolvidos e a precisão é vital para a aplicação, como em análises de fluidos, as características do levantamento do fluxo devem ser consideradas porque o fluxo inicial pode ter um impacto na vida e na operação do sistema como um todo. Por exemplo, se uma válvula permite um aumento abrupto de fluxo, pode causar choque hidráulico (também conhecido como golpe de aríete ou golpe de aríete). Isso pode ser visto no Diagrama 1, onde a área circulada mostra um pico agudo de fluxo ocorrendo na elevação ou abertura da válvula.

Causas comuns de decolagens abruptas

As elevações abruptas são normalmente devidas a como a superfície de vedação interna da entrada (geralmente um bocal) se encaixa na superfície de vedação atuante da válvula, que - mais comumente - é um gatilho com borracha aderida à sua superfície. Infelizmente, a natureza da borracha (Viton, EPDM, etc.) se presta a aderência, deformação e degradação, o que, em certas circunstâncias, resulta na aderência do gatilho ao bocal antes de desengatar bruscamente. Irregularidades mecânicas também podem causar ou contribuir para um aumento súbito do fluxo, mas são muito específicas do projeto da válvula, como mola ou mesmo forças de atrito.

Certos tipos de válvulas têm características que as tornam mais adequadas para reduzir a elevação do fluxo ou surto e martelo, como válvulas de gaveta, válvulas de esfera ou válvulas de agulha. Para limitar o fluxo de entrada em sua aplicação, o orifício de trabalho da válvula precisa ser variável em sua área livre. Uma válvula de controle típica, como uma válvula de gatilho ou carretel, tem um orifício fixo e, portanto, a elevação na face de vedação está funcionando em toda a circunferência do orifício. Isso resulta em um pico inicial no fluxo. Por exemplo, um orifício de 0,006 com uma elevação controlada de 0,001 representaria 6,5% de fluxo total, equivalente a uma decolagem ou salto abrupto.

Impacto do fluxo no sistema e no aplicativo

O choque hidráulico pode resultar em vibrações, ruído e até mesmo na ruptura/falha do tubo ou vedação. Especialmente para sistemas sensíveis, garantir uma elevação suave e consistente do fluxo é fundamental, e não apenas para a vida útil ou o cronograma de manutenção da máquina. Mudanças repentinas no fluxo, por mais breves que sejam, podem ser especialmente prejudiciais e dispendiosas em aplicações de controle crítico, como medicação ou controle de ventilação, mas também em casos em que a instrumentação é utilizada para medir aspectos de um sistema, como manguitos de pressão arterial em miniatura. Um pico repentino no fluxo pode ser muito alto e rápido para um medidor medir e retransmitir a tempo, o que resultará em uma leitura imprecisa ou incompleta.

Diagrama 1: Decolagem Abrupta

Diagrama 2: Partida Suave

Impacto do fluxo no meio

Picos agudos de fluxo também podem significar quantidades excessivas ou prematuras de mídia entrando nas linhas, o que para aplicações críticas, como extração de amostras, pode desperdiçar reagentes/solventes caros ou até mesmo resultar em análises imprecisas. Há também o estado do próprio meio a ser considerado, como sangue ou outros fluidos sensíveis suscetíveis à hemólise ou fissão homolítica, nos quais as células ou compostos dentro do fluido se decompõem. A turbulência aumenta o afrouxamento das ligações químicas, portanto, minimizar interrupções ou solavancos no fluxo evitará a destruição ou ruína de amostras delicadas. Portanto, uma válvula para aplicações delicadas deve fornecer um perfil de fluxo que minimize o fluxo turbulento, protegendo os componentes, a instrumentação interna e a composição do fluido contra danos. Para conseguir isso, "partidas suaves" são recomendadas (consulte o Diagrama 2). Ao contrário das elevações anteriores mostradas, uma "partida suave" fornece uma introdução suave de fluxo antes de diminuir suavemente para uma taxa de fluxo proporcional (por corrente ou etapas fornecidas).

Consistência da Curva

Garantir que a curva de fluxo siga a mesma tendência de válvula para válvula, especialmente as características de elevação, é importante para a consistência na produção e para criar confiança no produto; afinal, o controle superior de baixo custo que permite microlitros de fluxo só é superior se for repetível. No entanto, deve-se também reconhecer que não há duas válvulas com desempenho exatamente igual, porque não há duas válvulas perfeitamente idênticas; portanto, deve haver uma faixa na qual todas as válvulas irão operar. Ao selecionar uma válvula, essa faixa deve ser conhecida e compreendida para que todas as válvulas em um determinado lote sejam adequadamente uniformes e possam operar conforme o esperado em uma determinada aplicação. Isso pode se referir especialmente às decolagens.