14 junho 2017

Por que motivo a redutora de pressão entra em cavitação?

As redutoras de pressão são dispositivos que reduzem e estabilizam a pressão na entrada da rede privada, mantendo-a constante mesmo no caso de eventuais variações que possam ocorrer a montante do componente.


Graças à interação entre as forças exercitadas pela mola e pela pressão do fluido na membrana, estas válvulas regulam, de facto, a abertura do obturador de modo a gerar uma perda de carga variável ao longo do tempo, que garanta um valor de pressão constante na saída. 

 

 

Quando se decide a regulação de uma redutora de pressão é sempre aconselhável ter em conta a relação de redução, isto é, a relação que subsiste entre a pressão na entrada e a de saída do componente, por exemplo, com uma pressão de montante de 15 bar e uma de jusante de 3 bar, obtém-se uma relação de redução de 5:1.
Este valor está diretamente ligado à velocidade que assume o fluido durante a fase de redução da pressão: quanto mais elevada é a relação, maior será a velocidade da água.
A velocidade excessiva do fluido cria uma diminuição local de pressão que permite atingir a tensão de vapor do próprio líquido, o que comporta a formação de microbolhas de vapor no interior do líquido. Este fenómeno tem o nome de cavitação.

O rebentamento destas bolhas é provocado por flutuações de pressão carregadas com energia de choque que, juntamente com a elevada velocidade da água no espaço entre sede e obturador, pode comprometer os componentes internos da redutora de pressão.
Com as redutoras da série 5360 PN40, a relação de redução máxima aconselhada é de 3:1, como evidenciado pelo gráfico.
De facto, no gráfico, a área cinzenta representa a zona em que o dispositivo não poderá funcionar, já que a pressão na entrada é inferior à de regulação, enquanto a parte vermelha corresponde à zona de risco elevado de cavitação.
A área verde é onde a redutora trabalha com uma correta relação de redução, onde não existe o risco de cavitação. 

No caso de existirem pressões elevadas na entrada, é possível reduzi-las com a utilização de duas redutoras em série.
Por exemplo, com uma pressão de 36 bar na entrada, sendo necessário conduzi-la a 4 bar no interior da utilização, obter-se-ia uma relação de redução de 9:1 (36:4), valor que se encontra amplamente na zona de cavitação.
Utilizando duas redutoras, é assim possível intervir reduzindo, com o primeira, a pressão de 36 para 12, isto é, uma relação de 3:1, enquanto a segunda pode baixar de novo o valor de 12 para 4, com uma relação novamente de 3:1, valores em que não existe o perigo de cavitação. 


 

Estas redutoras, chamadas de primeiro e de segundo estado, têm características completamente diferentes em relação às redutoras tradicionais. Com efeito, as partes mecânicas, mais sujeitas a desgaste, são construídas com características especiais que permitem operar em funcionamento contínuo com pressões na entrada até 40 bar. 

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