Tese: Estudo do comportamento dinâmico de uma válvula de alívio de pressão do tipo mola
Aluno(a) : Marcos José Babilonia PérezOrientador(a): Luis Fernando Azevedo e Juliana Kuhlmann
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 15/04/2016
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.28093
Resumo: As válvulas de alívio de pressão (PRVs, da sigla em inglês) são dispositivos fundamentais para a segurança de operações em dutos de transporte de fluidos, sendo encarregadas de garantir a integridade das instalações no caso de algum bloqueio súbito do escoamento. Dependendo da natureza e duração do evento de bloqueio, das características da válvula de alívio e do comprimento do duto, o comportamento dinâmico da PRV, i.e., seu tempo de resposta e o coeficiente de descarga em função da abertura, podem variar consideravelmente. Estas informações mais detalhadas sobre o comportamento transiente da válvula não são especificadas em normas e raramente são disponibilizadas pelos fabricantes. Uma caracterização detalhada do comportamento dinâmico da válvula de alívio é informação importante para a simulação computacional de transientes hidráulicos em dutos de líquido. Em particular, o comportamento dinâmico do coeficiente de descarga da válvula não é conhecido, sendo substituído por informações obtidas em condições de regime permanente. No presente trabalho foi realizado um estudo detalhado do comportamento dinâmico de um modelo de válvula de alívio com o objetivo de obter informações comparativas sobre o comportamento do coeficiente de descarga da válvula obtido sob condições de regime permanente e sob condições de transientes rápidos e lentos. Para isso, foi construído um modelo de PRV transparente permitindo a medição do escoamento instantâneo no interior da válvula utilizando a técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas em duas dimensões (PIV). Transdutores de pressão e deslocamento forneceram informações instantâneas sobre a queda de pressão e posição de abertura da válvula. O modelo da válvula transparente foi instalado em um circuito fechado, onde água era bombeada através de uma tubulação longa, passando pela PRV e por uma válvula de bloqueio com tempo de fechamento controlado eletronicamente, podendo produzir bloqueios no escoamento com tempos na faixa de 4 ms a 3,5 s. Sistemas de controle foram especialmente desenvolvidos para sincronizar os eventos de bloqueio da válvula, disparo do laser do sistema PIV, aquisição de imagens e dados de pressão e deslocamento. Estes dados permitiram a determinação do valor instantâneo e de média de fase para o coeficiente de descarga da válvula de alívio de pressão.