Lista de Exercícios 31) O que é um Elemento Final de Controle?É o elemento responsável pela modificação de valores diversos para que a a variável sob controle seja mantida no valor desejado.2) Cite pelo menos 3 EFC conhecidos.Válvulas, bombas, motores, resistências elétricas, etc.3) O que é uma válvula de controle?É um dispositivo cuja finalidade é a de provocar uma obstrução na tubulação com o objetivo de permitir maior ou menor passagem do fluido por esta. Esta obstrução pode ser total* ou parcial, manual ou automática. Em outras palavras é todo dispositivo que através de uma parte móvel abra, obstrua ou regule uma passagem através de uma tubulação. Seu objetivo principal é a variação da razão do fluxo.4) Como uma válvula pode ser classificada segundo seu princípio de acionamento?Manual, auto-reguladora, controle.5) Como podem ser acionadas as válvulas de controle?Pode ser acionada manualmente ou por ação de uma força auxiliar de acordo com os sinais do controlador.6) Quais são os constituintes principais de uma válvula de controle?Corpo e atuador.7) Quais são os constituintes do corpo de uma válvula de controle?Corpo propriamente dito, internos, castelo e flange inferior.8) Quais são os elementos que compõem os internos de uma válvula de controle? Qual a principal função de cada um deles?Obturador - é o elemento vedante em formato de disco ou de contorno caracterizado que se move linearmente no interior do corpo obstruindo o orifício de passagem, de modo a formar uma restrição variável ao fluxo.

Anel da sede - é o elemento em formato de anel no qual o obturador promove o

fechamento da válvula de controle. Pode ser fixado ao corpo por rosca ou solda, para

evitar o afrouxamento no caso de fluidos com grandes diferenças de temperatura de serviço.Guia do obturador – é através do sistema de guias que o obturador alinha-se a sede, possibilitando assim um perfeito encaixe das superfícies de assentamento. O guia deve resistir aos esforços laterais sobre o obturador provenientes das forças exercidas pelo fluido do processo. Podem ter guia ‘superior’(válvulas de pequeno diâmetro), ‘superior e inferior’(queda de pressão acima de 7kgf/cm²) , ‘na sede’(abaixo de 7kgf/cm²) ou na gaiola (quedas de pressão moderadas e altas, globo gaiola).Bucha de guia -Gaiola – é uma peça cilíndrica e oca em cujo interior desloca-se o obturador, como se fosse um pistão. A gaiola possui determinado número de janelas, as quais distribuem uniformemente o fluxo ao redor do obturador. Serve como guia do obturador na maioria

dos desenhos deste tipo de válvula. Tais janelas apresentam formatos caracterizados sendo elas, em conjunto com a posição relativa do obturador, que proporcionam a característica de vazão, ao invés de ser o formato do obturador como na globo convencional.9) Quais são os tipos de deslocamento para uma válvula de controle?Deslocamento LINEAR, a válvula na qual a peça móvel vedante descreve um movimento retilíneo, acionada por uma haste deslizante; enquanto que uma válvula de

deslocamento ROTATIVO é aquela na qual a peça móvel vedante descreve um movimento de rotação acionada por um eixo girante.10) Quais válvulas pertencem a cada tipo de deslocamento?Deslocamento Linear - Globo convencional, globo três vias, globo gaiola, diafragma, bi-partido, guilhotina.Deslocamento Rotativo – Borboleta, esfera, obturador excêntrico, segmento de esfera.11) Quais são as vantagens e desvantagens de uma válvula globo sede simples? Justifique sua resposta.Vantagens: Proporciona uma boa vedação. Assim sendo podemos atingir um vazamento quando a válvula estiver totalmente fechada de, no máximo ate 0,01% da sua capacidade de vazão máxima.Desvantagem: possui obturador estaticamente não balanceado, motivo pelo qual requer uma força de atuação suficientemente grande para vencer as forças estáticas de fluido agindo sobre o obturador, e poder movimentá-lo. 12) Quais são as vantagens e desvantagens de uma válvula globo sede dupla? Justifique sua resposta.Vantagens: o fato de ser estaticamente quase estável, sem necessitar de uma força de atuação tão grande quanto à válvula sede simples;Desvantagem: apresentam um vazamento, quando totalmente fechadas de no máximo 0,5% da sua máxima capacidade de vazão.13) O que vem a ser a classe de pressão de uma válvula de controle?

14) O que vem a ser índice de vazamento ou vedação de uma válvula de controle?O máximo vazamento permissível que escoa através da válvula quando esta se encontra na posição fechada.15) Explique como podem ser classificadas as válvulas de controle segundo sua classe de vedaçãoClasse 1 a 6 que varia com a  fluxo de vazamento e tipo de válvula.

16) Qual a principal vantagem e a principal desvantagem resultante do fato de uma válvula de controle ser balanceada?

Vantagem: Uma válvula balanceada requer uma força de atuação menor para vencer as forças estáticas do fluido, agindo sobre o obturador para movimentá-lo. Desvantagens: A vedação de uma válvula balanceada fica prejudicada.17) Explique como se obtém o balanceamento de forças no obturador das válvulas globo sede dupla e globo gaiola?Na válvula globo gaiola o obturador é balanceado dinamicamente (como acontece na válvula globo sede dupla) devido ao orifício interno no obturador, que faz com que a pressão do fluido comunique-se com ambos os lados do obturador, formando-se assim um balanceamento de forças.18) O que vem a ser a reversibilidade das válvulas de controle?As válvulas convencionais possuem corpo reversível e portanto os internos podem ser montados tanto por cima como por baixo. Para ser possível tal coisa, o corpo da válvula deve possuir um flange inferior, que também possibilita a remoção de sedimentos.19) Onde se define a característica de vazão das válvulas globo convencionais?No obturador, que gerará uma restrição no fluxo produzindo a característica de vazão, que é uma relação entre a vazão que passa pela válvula e o afastamento do obturadorrelativo à sede. 20) Porque o vazamento das válvulas globo sede dupla é muito maior que o das válvulas globo sede simples quando fechada?Pois a sede dupla é balanceada e a sede simples não. 21) Quais características das válvulas globo tipo gaiola as tornam uma das melhores opções de válvulas para controle de fluídos de processos industriais?1-Facilidade na remoção das partes internas, pela ausência de roscas, o que facilita bastante a manutenção na própria instalação.2-Alta estabilidade de operação proporcionada pelo exclusivo sistema de guia do obturador na gaiola obtendo desta forma uma área de guia da ordem de 30% superior à obtida pela guia superior e inferior da válvula globo convencional;3-Capacidade de vazão da ordem de 20 a 30% maior que a obtida nas válvulas globo convencionais.4-Menor peso das partes internas, resultando assim numa freqüência natural maior dessas partes, o que faz com que a válvula fique menos susceptível à vibração horizontal do obturador, proporcionando dessa forma menos ruído de origem mecânica do que as válvulas globo duplamente guiadas;5-Não possuindo flange inferior a válvula é algo mais leve que as globo convencionais.22) Qual a principal desvantagem da válvula globo tipo gaiola?Ela não é reversivel.23) Qual a característica construtiva da válvula globo gaiola faz com que ela seja capaz de trabalhar com vazões de fluidos até 30% maiores que as válvulas globo convencionais?O sistema de guia do obturador na gaiola obtendo desta forma uma área de guia da ordem de 30% superior à obtida pela guia superior e inferior da válvula globo convencional;24) Onde se define a característica de vazão das válvulas globo tipo gaiola?As janelas apresentam formatos caracterizados sendo elas, em conjunto com a posição relativa do obturador, que proporcionam a característica de vazão, ao invés de ser o formato do obturador como na globo convencional.25) Explique o principio de funcionamento das válvulas de controle tipo diafragma.

Essa válvula tem um corpo cuja parte central tem um encosto sobre o qual um diafragma móvel, preso entre o corpo e o castelo, se desloca para provocar o fechamento da válvula.26) Porque a válvula de controle tipo diafragma não é apropriada para operar em processos industriais em que o fluido trabalhe em altas temperaturas?Pois o obturador (diafragma) fica em contato direto com o fluido e o material que o constitui (neoprene, teflon,..) pode não resistir a temperaturas elevadas.27) Que válvula de controle você especificaria para operar em uma tubulação que transporta um fluído com características altamente corrosivas e agressivas aos seus internos?A válvula diafragma é utilizada no controle de fluidos corrosivos, líquidos altamente viscosos e líquidos com sólidos em suspensão.28) Explique como funciona a válvula globo de três vias?A válvula tem 3 orifícios sendo convergente (2 entradas e 1 saída) ou divergente (1entrada e 2 saídas). Quando um dos orifícios 2 e 3 estão abertos o outro está fechado. É utilizada em aplicações de mistura ou separação de fluidos.29) Explique como ocorre a redução de ruído na gaiola de baixo ruído da válvula globo?Produzem uma distribuição do fluxo do gás ou vapor através de uma série de restrições localizadas no sistema de internos.O fluido entra, à pressão Pe, através dos orifícios do primeiro elemento, após o que, distribui-se pelo anel de estagnação, onde perde velocidade antes de entrar nos orifícios do segundo elemento. Repete-se o processo no seguinte anel de estagnação e próximo elemento até que o fluido atinja a saída após o último elemento, a uma pressão, então, de Ps. O número de orifícios, em cada elemento é calculado de forma a manter a velocidade média de escoamento igual em todos os elementos.30) Porque a válvula globo gaiola de baixo ruído não é recomendada para líquidos?

31) Porque podemos considerar que os internos representam o papel principal numa válvula de controle?Porque eles que de fato irão produzir uma restrição variável a passagem do fluido conforme a necessidade imposta pela ação corretiva do controlador produzindo assim, uma relação entre a vazão que passa e a abertura da válvula.32) Defina característica de vazão de uma válvula de controle?É uma relação entre a vazão que passa pela válvula e o afastamento do obturador relativo à sede.33) Quais são os internos de uma válvula de controle em geral?O conjunto dos internos da válvula consiste das partes internas removíveis e que entram em contato com o fluido de processo. Tal conjunto é formado por: obturador, anel da sede, guia e gaiola (no caso das válvulas tipo gaiola).34) Quais são os internos do castelo de uma válvula de controle?Gaxetas, Flange do Prensa – Gaxetas, Prensa – Gaxetas ou Preme, Mola de compressão e Engraxadeira.35) Qual a função de cada um dos internos do castelo?1-Gaxetas - é o elemento vedante que impede o vazamento do fluido do processo para o meio ambiente, impede também a entrada de ar para a válvula (teflon, grafoil e amianto).2-Prensa gaxetas – estrutura metálica cilíndrica e oca com formato característico que transmite pressão do flange ás gaxetas no interior da caixa de gaxetas.

3-Flange do prensa – trata-se de um flange montado no castelo que tem dimensões menores que o flange inferior, sendo capaz de pressionar as gaxetas contra a caixa de gaxetas com o auxilio de um sistema de fixação preso ao castelo(prisioneiros e porcas).4 - Mola de compressão – trata-se de uma mola que suporta as gaxetas dentro da caixa de gaxetas. Sua principal função é manter as gaxetas sob pressão mecânica constante, principalmente as gaxetas de teflon.Engraxadeira – trata-se de um sistema de lubrificação externa provido por bico lubrificador destinado à lubrificação das gaxetas de amianto no castelo.

36) Qual a função do obturador e anel da sede nas válvulas convencionais?O afastamento do obturador relativo à sede promove a restrição do fluxo do fluido que passa pela válvula produzindo assim a característica de vazão desta. 37) Quais os tipos de guia do obturador nas válvulas de controle em geral?Guia superior, guia superior e inferior, guia na sede e guia na gaiola.38) Descreva o funcionamento do sistema de internos da válvula globo gaiola?O perfeito tipo do guia do obturador, em conjunto com a possibilidade de balanceamento das forças de fluido agindo sobre o obturador e uma distribuição uniforme do fluxo ao redor do obturador por meio do sistema do janelas, resulta nas quatro (4) principais vantagens, deste tipo de internos:a) Estabilidade de controle em qualquer pressão; b) Redução do esforço lateral e atrito; c) Possibilidade de estanqueidade de grandes vazões à altas pressões com atuadores normais; d) Maior vida útil do chanfro da sede.39) Explique o que são internos de capacidade reduzida?O conjunto obturador e sede(s) de área de passagem inferior à nominal para um dado diâmetro de válvula.40) Quais os motivos para se usar internos de capacidade reduzida numa válvula de controle? Explique cada um deles.41) Comparando o sistema de internos da válvula globo gaiola com as válvulas convencionais, que vantagens podemos perceber? Explique cada uma delas.42) Quais os tipos de castelo normalmente usados nas válvulas de controle? Explique as características de cada tipo de castelo.43) Identifique adequadamente o nome das partes constituintes das válvulas de controle nas figuras abaixo apresentadas e diga a função de cada parte.44) Qual é o fator limitante do uso dos castelos nos processos industriais quanto à temperatura?45) Quais as aplicações indicadas para cada tipo de castelo?46) Quais os materiais usados na fabricação das gaxetas do castelo? Aponte as características de cada material.47) Qual a faixa de temperatura de uso de um castelo extra – longo com gaxetas de amianto grafitado?

48) Para que tipo de serviço usamos castelos com gaxetas de teflon?49) Quais as características de um bom material para uso como gaxetas do castelo das válvulas de controle?50) Qual a utilidade do flange inferior nas válvulas de controle?51) Quais as vantagens das válvulas tipo borboleta?52) Quais as desvantagens das válvulas tipo borboleta?53) Porque a válvula tipo borboleta só é adequada para controle modulado até 60º de abertura?54) Qual a principal característica das válvulas tri-excêntricas?55) Quais são as 3 excentricidades das válvulas tri-excêntricas?56) O que garante a estanqueidade das válvulas tri-excêntricas em altas pressões?57) Como é a construção física das válvulas tipo esfera?58) Quais as características das válvulas de controle tipo esfera?59) Como é a construção física das válvulas tipo segmento de esfera?60) Quais as vantagens das válvulas tipo segmento de esfera?61) O que é característica de vazão?62) O que é coeficiente de vazão?63) Identifique adequadamente as partes das válvulas no desenho abaixo e aponte a função de cada parte.64) O que vem a ser característica de vazão instalada?65) Quais são as quatro características de vazão inerente existentes?66) A característica de vazão tipo linear caracteriza-se por permitir uma variação percentual da vazão igual à variação percentual do deslocamento do obturador. Como se caracteriza a abertura rápida? Como se caracteriza a igual percentagem?67) No cálculo do CV de uma válvula de controle, o que vem a ser o fator fp? O que esse fator expressa?68) No cálculo do CV de uma válvula de controle, o que vem a ser o fator fY? O que esse fator expressa?69) O que vem a ser fluxo bloqueado?70) No cálculo do CV de uma válvula de controle, o que vem a ser o fator fr? O que esse fator expressa?71) O que vem a ser vena contracta?72) O que vem a ser cavitação nas válvulas de controle?73) Quais os fatores que influenciam ou contribuem para a ocorrência do fenômeno da74) Quais são os efeitos da cavitação para uma válvula de controle?75) O que vem a ser o flashing nas válvulas de controle?76) O que vem a ser um atuador para a válvula de controle?77) Quais os tipos de atuadores conhecidos?78) Como funciona um atuador de ação direta?79) Como funciona um atuador de ação reversa?80) Descreva o funcionamento de um atuador tipo mola e diafragma.81) Qual a diferença entre um atuador mola e diafragma e um atuador a pistão?82) Quais os tipos de atuadores a pistão existentes?83) Em que consiste o atuador elétrico?84) Em que consiste o atuador eletro-hidráulico?85) O que vem a ser posição de segurança por falha nas válvulas de controle?86) Quais as falhas que podem ocorrer no atuador de uma válvula de controle?87) O que define a posição de segurança por falha em uma válvula de controle?88) Aponte 5 vantagens dos atuadores tipo mola e diafragma.

89) Porque os atuadores tipo mola e diafragma apresentam limitações quanto à temperatura?90) Aponte 5 vantagens dos atuadores tipo cilindro ou pistão.91) Porque os atuadores cilindro ou pistão necessariamente precisam do uso de umposicionador para operação em controle modulado?92) Aponte 3 desvantagens dos atuadores tipo cilindro ou pistão.93) Porque os atuadores elétricos possuem aptidão para aplicações remotas?94) Aponte 3 desvantagens dos atuadores elétricos.95) Qual a grande vantagem dos atuadores hidráulicos?96) Aponte 3 desvantagem dos atuadores hidráulicos.97) Aponte a principal diferença, quanto à finalidade construtiva, entre um atuador e umposicionador numa válvula de controle.