Purgadores e Orifícios – Parte 1

O que é um Orifício?

A palavra ‘orifício’ significa literalmente uma abertura. No contexto dos purgadores de vapor da TLV, o termo orifício é usado para referir-se à abertura ou passagem através da sede do purgador. O tamanho do orifício depende do tamanho do corpo do purgador de vapor e do diferencial da pressão operacional. No caso do purgador de vapor de boia flutuante J3X, por exemplo, as opções de orifício para faixas diferentes de pressão são de aproximadamente 2-3 mm de diâmetro ou menores. Note que o diâmetro de um orifício é muito menor que o diâmetro interno da conexão da tubulação.

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Por que o Diâmetro de um Orifício é Tão Pequeno?

Ao conectar um purgador de vapor de boia livre com um diâmetro nominal de conexão de 15mm à tubulação com um diâmetro interno de 15mm, o orifício pode ter um diâmetro de cerca de 2-3mm ou menor. Por que o diâmetro do orifício é tão menor que o diâmetro interno da tubulação?

Apesar da tubulação normalmente ser dimensionada para um fluxo de duas fases (condensado com espaço de vapor), o orifício precisa ser dimensionado somente para o volume do condensado. Um orifício de 2-3mm com uma pressão diferencial de 0,2 MPaG pode descarregar aproximadamente 350 kg/h de condensado. Ele seria suficientemente grande para a drenagem do condensado com base no consumo estimado de vapor de equipamentos de pequeno porte que teriam uma saída de condensado de 15mm. A capacidade de descarga do J3X é ligeiramente maior já que o condensado também pode ser descarregado pelo eliminador termostático.

A partir disso pode-se notar que um orifício com um diâmetro muito menor que o diâmetro da conexão da tubulação é suficiente para atender às necessidades de capacidade de descarga do purgador de vapor. Deduz-se, portanto, que um orifício de diâmetro maior permitiria que o purgador tivesse uma capacidade maior de descarga. Entretanto, para que o purgador opere no mesmo diferencial de pressão, seria necessário uma boia proporcionalmente maior, o que por sua vez, aumentaria o tamanho do corpo do purgador.

Capacidade de Descarga e Diâmetro Nominal de Conexão

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No caso da maioria dos tipos de purgadores mecânicos, é o tamanho do orifício, e não o diâmetro nominal de conexão, que determina a capacidade de descarga. Não há uma relação direta entre o diâmetro nominal de conexão e a capacidade de descarga. Um exemplo disso é o J3X, onde os modelos com diâmetros de conexão de 15 mm, 20 mm e 25 mm têm a mesma capacidade de descarga de qualquer tamanho de orifício determinado.

Um orifício de diâmetro maior permite que um purgador tenha uma capacidade maior de descarga. Entretanto, isto requer uma boia proporcionalmente maior para o mesmo diferencial de pressão, o que aumenta o tamanho do corpo do purgador. Para projetar um purgador com capacidade suficiente, deve-se determinar o tamanho do orifício e o diâmetro da boia apropriados.

As forças de abertura e fechamento da válvula desempenham seu papel para determinar o tamanho do orifício e da boia. Para uma explicação mais detalhada, consulte Purgadores e Orifícios – Parte 2.