Ferramentas de Gestão da Qualidade

Mapa de Processo

Ferramenta que tem como objetivos visualizar o processo de forma ampla, conhecendo fornecedores, entradas, clientes, saídas e tarefas do processo e identificar variáveis de controle e de ruído dos processos.

Mapa de processo é uma ferramenta geralmente utilizada na metodologia seis sigma que tem como foco a melhoria dos processos, ou seja, a identificação e eliminação das causas que levam o processo a variar ao longo do tempo, gerando falhas ou defeitos.

Utilizado no PDCA ou DMAIC na fase de “determinação qualitativa das potenciais causas de um determinado problema”.

O mapa de processo permite uma melhor determinação dos fatores causais em processos cuja visualização seqüencial seja possível.

Etapas para elaboração do Mapa de Processo

A relação causa e efeito de um determinado processo pode ser demonstrada muitas vezes por meio equação: “Y”: f(X1, X2, ...Xn), onde,

Y = Saída do processo (produto ou serviço)

Xn = Entradas do processo (Parâmetros do processo)

Para elaborar o mapa de processo devemos seguir as etapas a seguir:

1. Definir as etapas ou o fluxograma do processo;

2. Listar o produto final do processo (PF);

3. Listar os produtos em processo (PP);

4. Listar os parâmetros do produto final (Y);

5. Listar os parâmetros dos produtos em processo (y);

6. Listar os parâmetros do processo (X);

7. Classificar os parâmetros do processo em variáveis de controle (C) ou de ruído (R);

Figura 1 – Modelo de planilha para elaboração do mapa de processo

A Figura 2 apresenta um exemplo de mapa de processo de carregamento de um operador logístico.

Figura 2 – Exemplo de um mapa de processo de carregamento de uma empresa de logística

Para se projetar, supervisionar ou modificar um processo, o engenheiro necessita conhecer as quantidades, composições e condições dos materiais que entram e saem da unidade, bem como saber medi-las no caso de unidades já existentes.

Neste capítulo serão apresentadas definições, técnicas de medidas e métodos para cálculo dessas variáveis.

4.1 Densidade e Volume Específico

A densidade de uma substância, representada pela letra grega rhô (ρ), é a razão da massa de uma substância por unidade de volume que ela ocupa, e apresenta unidades kg/m³, g/cm³, lbm/ft³, etc. A dimensão básica da unidade é [m.L^-3].

V

= m

ρ (1)

Muitas vezes se encontra o termo "densidade verdadeira ou absoluta", quando a medida é feita no vácuo, portanto eliminando o efeito do empuxo do ar, e "densidade aparente" quando é feita no ar. A diferença é desprezível. Cuidado com o termo

"densidade aparente": ele é também utilizado quando se expressa a densidade de uma certa quantidade de partículas. Se uma certa massa de areia é colocada em uma proveta, a relação entre esta massa e o volume lido também é chamada de densidade aparente, pois é a densidade que "aparenta" ter areia. Não é a densidade real da substância areia, pois se conta no volume o ar contido nos espaços vazios entre os grãos de areia.

A densidade de uma dada substância costuma ser indicada pelo símbolo d^t onde t é a temperatura na qual a densidade foi determinada. Geralmente a densidade de líquidos é determinada através de picnômetros: recipientes construídos para permitirem a determinação do peso de um volume conhecido de líquido. Recentemente estão disponíveis medidores eletrônicos de líquidos. Pequenas amostras de líquido são colocados em um oscilador mecânico, e a densidade é determinada medindo-se a freqüência de ressonância, que está em função da densidade do material. A vantagem é que não é necessário determinar a massa nem o volume da amostra, o que torna a

Densidade de sólidos e líquidos puros são relativamente independentes da temperatura e da pressão, podendo ser considerados constantes e podem ser encontrados em referências padrões, que apresentam valores de densidade específica. (Perry e Reid).

Métodos para determinação de densidade de misturas de gases e de líquidos também são apresentados.

Devido a não existir ainda um padrão de unidades métricas, criou-se uma nova variável, de forma à densidade estar apresentada na bibliografia de uma forma possa ser utilizada em qualquer unidade: a densidade específica.

A densidade específica ou relativa (specific gravity = SG) de uma substância é a razão entre a densidade dessa substância e a de uma substância de referência, em condições especificadas.

referência

SG ρ

= ρ (2)

Um caso especial é o da densidade relativa, que é a gravidade específica relativa à água a 4°C (a densidade da água nesta temperatura é de 0,999973 g/cm³, que é o seu valor máximo). Assim . Para efeito de cálculos, esta densidade de referência a 4°C pode ser considerada como sendo:

ρreferência (H2O, 4°C) = 1,000 g/cm³ = 1000,0 kg/m³ = 62,43 lbm/ft³

A gravidade específica é a relação entre a massa da substância e a massa de igual volume de água, a uma temperatura padrão. Esta medida é um legado da Antigüidade, mas é muito prática. Representa-se pelo símbolo , onde o expoente é a temperatura da substância e o índice a temperatura padrão da substância de referência.

Assim representa a densidade de uma substância a 20°C em relação à água a 20°C. O sistema inglês utiliza a temperatura de 60°F.

Para gases, a densidade pode ser calculada a partir da equação dos gases ideais.

Substituindo na equação dos gases ideais o número de mols como a massa da substância pela sua massa molecular, temos:

RT MOL P V RT m

MOL PV m

nRT

PV ( )

=

=

⇒

=

⇒

= ρ (3)

Desta forma, a densidade de um gás pode ser calculada a partir da massa molecular do gás (MOL), da sua pressão e temperatura.

A densidade de uma substância pode ser usada como um fator de conversão para relacionar massa e volume. Por exemplo, a densidade (ρ) do tetracloreto de carbono é 1,595 g/cm³. A massa de 20,0 cm³ de CCl4 é portanto:

E o volume de 6,20 lbm de CCl4 é:

4.1.1 Medidas de densidade

Os hidrômetros (Figura 1) são dispositivos bem simples e baseados no princípio de Arquimedes, eles consistem de um bulbo de vidro contendo uma quantidade bem determinada de algum material denso (chumbo), provido de uma haste, totalmente fechada, dentro da qual há uma escala. A gravidade específica é medida quando o hidrômetro é mergulhado no líquido, cuja gravidade específica se deseja determinar, e alguma das marcas da escala na haste coincide com o nível do líquido no qual o hidrômetro está imersa. É aquele dispositivo que está colocado em um recipiente ao lado da bomba de álcool nos postos de abastecimento de combustível.

Este tipo de medida é muito fácil de se fazer e rápida, mas não tem muita precisão, os hidrômetros são calibrados para uma única temperatura de referência e apresentam uma grande variedade de escalas.

g 9 , cm 31

g 595 , cm 1 0 ,

20 ³ ₃ =



 





3 3

m 1765 cm

1

454

595 , lb 1 20 ,

6 =



 







 





lbm

g g

cm

Figura 1 - Hidrômetro

É até interessante notar que cada ramo da indústria química desenvolveu a sua própria escala a ser utilizada no hidrômetro assim pode-se montar a Tabela 1.

Na indústria quando o funcionário coloca o hidrômetro no líquido cuja gravidade específica ele quer medir, geralmente ele diz que está "tirando a densidade"

utilizando um densímetro. É comum ouvir dizer, quando se prepara uma solução, que

"deu o Baumé", ou seja as concentrações dos componentes da solução estão corretas pois a densidade é a desejada.

Para maiores detalhes, se o assunto lhe interessa procure a Enciclopédia da Tecnologia Química do Kirk Othemer e o Perry (Chemical Engineering Handbook).

4.1.2 Volume específico (υ)

O volume específico, representado pela letra grega ni (ν) ou V^{^} , é o volume por unidade de massa (m³/kg, cm³/g etc.). A dimensão básica do volume específico é [L³.m^-1]. Densidade é o inverso do volume específico:

υ = ρ¹ (4)

Tabela 1 - Escalas de hidrômetros

Tipo de escala Definição Tipo de aplicação

API Indústria do petróleo,

Brix % em peso de sacarose

(carboidratos) na água

cerveja, fermentações

Baumé denso soluções mais densas do

que a água, ácido sulfúrico, glicerina

Baumé leve soluções menos densas do

que a água, amônia, verniz

Cloreto de cálcio % em peso de CaCl2 em água fluido de sistemas frigoríficos

Lactômetro indústria do leite

Salímetro % da saturação de cloreto de sódio em água (100% =26,4% em massa de CaCl2 a 60F)

soluções salinas, indústria de alimentos

Gravidade específica qualquer tipo de líqüido

Gay Lussac(Tralles) % volumétrica de alcool indústria alcooleira

Twadell Indústria de tintas

INPM % em massa de álcool idem (Brasil)

4.2 Vazão (flow rate)

Processos contínuos envolvem o movimento de materiais de um ponto a outro entre as unidades de processo. A velocidade com que o material é transportado através de uma tubulação é a vazão do material .

A vazão de uma corrente de processo pode ser expressa em termos de massa (vazão mássica, massa/tempo), em termos de volume (vazão volumétrica, volume/tempo), ou em termos de número de mols (vazão molar, mol/tempo).

Consideremos um fluido (gás ou líquido) passando através de um tubo cilíndrico, conforme mostrado na Figura 2, onde a área hachurada representa a seção perpendicular à direção do fluxo. Se a vazão mássica do fluido é m^∗ (kg/s) (ponto acima indicando vazão mássica), então a cada segundo, m quilogramas de fluido passam através da seção. Se a vazão volumétrica do fluido nesta seção é V^• (m³/s), então em cada segundo, V metros cúbicos de fluido passam através da seção. Entretanto,

•

• e V

m não são quantidades independentes, mas relacionam-se através de ρ.

•

•

= V

ρ m (5)

Freqüentemente é medido V^• , calculando-se m^∗ a partir de ρ.

m∗ V^• n^∗

Figura 2 – Tubulação com área de seção transversal A

Um medidor de fluxo (flow meter) é um aparelho montado em uma linha de processo para fornecer uma leitura contínua da vazão na linha. Os elementos primários (sensores) de vazão mais utilizados na indústria química são os de primogênitos (geradores de pressão diferencial). Dentre eles destacam-se as placas de orifício, os

tubos de Venturi, os tubos de Pitot, os bocais de vazão, etc. A dinâmica desses sensores é muito rápida. Utilizam-se transmissores de pressão diferencial em conjunto com esse tipo de sensor.

4.2.1 – Tubo de Pitot

Consiste de um tubo com uma abertura perpendicular à direção de escoamento e um segundo tubo, cuja abertura é paralela ao escoamento. A velocidade do escoamento é calculada a partir da diferença entre a pressão na abertura paralela ao escoamento, chamada de pressão estática e a pressão no tubo de impacto, chamada de pressão estagnante. Na Figura 3, a diferença entre duas pressões é indicada pela diferença dos níveis do líquido no manômetro. A velocidade (v) é calculada a partir da equação de Bernoulli (equação 6), onde ρ é a densidade do fluido, e ρm é a densidade do fluido manométrico, ∆h a diferença de nível do líquido manométrico, g é a aceleração da gravidade e C é uma constante de proporcionalidade:

(6) O tubo de Pitot mede a velocidade local ou de um ponto; leituras em pontos sucessivos através do cano permitem obter os perfis de velocidade. Este tratamento se aplica aos fluidos incompressíveis e aos gases com velocidades moderadas, para os quais a variação de pressão é inferior a 15% da pressão total.

( )

ρ ρ

ρ h

C g

v = 2 ^m − ∆

4.2.1– Rotâmetro

O rotâmetro é um tubo vertical com escala, fechado, contendo dois orifícios, um para entrada e outro para saída do fluido, que continuamente o atravessa, movimentando um flutuador, conforme apresentado na Figura 4.

Figura 4 – Rotâmetro

4.2.2 - Medidor de Orifício

A placa de orifício, ou medidor de orifício, é uma obstrução colocada na linha, com um buraco através do qual o fluido passa. O fluido perde pressão ao atravessar o orifício. Essa queda de pressão é medida em um manômetro diferencial e varia com a vazão: quanto maior a vazão, maior a perda de pressão (ou perda de carga), conforme verificado na Figura 5.

4.2.3 – Outros medidores

Existem outros tipos de medidores como medidores de Venturi, medidores de bocal, vertedouros para escoamento para canais abertos e podem ser melhor visualizados no Perry ou Sighieri e Nishinari.

Figura 5 – Medidor de vazão de orifício

4.3 - FLUXO

Na engenharia é comum expressar as vazões por unidade de área da seção perpendicular ao escoamento. A essa razão se dá o nome de fluxo. Assim, temos o fluxo volumétrico, o fluxo molar e o fluxo mássico de um fluido.

) (

) / (

2

^ 3

m A

s m V ersal áreatransv

étrica vazãovolum étrico

fluxovolum = =

4.4 COMPOSIÇAO QUÍMICA 4.4.1 -Mol e Massa Molecular

O peso atômico de um elemento é a massa de um átomo numa escala que define o isótopo do carbono (6p e 6n) C¹², como exatamente 12. O peso molecular de um composto é a soma dos pesos atômicos dos átomos que constituem uma molécula do composto. O átomo de oxigênio tem peso atômico de aproximadamente 16. A massa molecular de O2 é portanto 32 u.m.a.

Um grama-mol (g-mol ou mol no SI) de uma espécie é a quantidade dessa espécie cuja massa é numericamente igual ao seu peso molecular. Outros tipos de

mols (kg-mols, lb-mols, ton-mols, etc.) são similarmente definidos. O monóxido de carbono (CO), tem peso molecular igual a 28u.m.a:

1 g-mol de CO contém 28g 1 lb-mol de CO contém 28 lb 1 ton-mol de CO contém 28 ton

Assim, 34 kg de amônia (NH3, Mol =34) equivalem a:

Para converter unidades molares, usa-se o mesmo fator de conversão usado para unidades de massa.

Exercício 1: Converter 1 lb-mol de uma substância de peso molecular M em g-mols.

Um g-mol de qualquer espécie contém 6,02x10²³ moléculas ou átomos da espécie.

Exercício 2: Qual a quantidade de cada uma das espécies abaixo contida em 1,00.10² g de CO2 (Mol = 44,0 u.m.a):

3 3 m

m 3

3 3

NH lb NH 68

mol - 1lb mol 17lb - 4lb

: a equivalem

NH de 4

NH 17 2

NH 1 34

 =



 





−

−

 =



 



 −

mol lb

mol kg kg

mol kg kg

mol - g g 454

mol - g 1 1

454 mol

- lb 1

lb mol M

- lb

1 ^m  =

 







 







 





M lb

g

m

a) mols CO2; b) lb-mol CO2; c) mols C; d) mols O; e) mols O2; f) g O; g) g O2 h) moléculas de CO2

A massa molecular pode ser utilizada para relacionar a vazão mássica em sua correspondente vazão molar, representada por n^• , com dimensão básica [mol.t^-1].

Exercício 3: 1,00.10² kg/h de CO2 fluem em uma tubulação. Qual a vazão molar?

2 24

2 23

2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

2 2

CO de 10

37 , CO 1

1 10 02 , CO 6 27

, 2 )

O 6 , O 72

mol - 1g

O O 32

de mol - g)2,27g

O de 6 , O 72

de mol - g 1

O O 16g

de 54

, 4 )

O de 27

, CO 2

de 1

O de CO 1

de mols - e)2,27g

O de 54

, CO 4

de 1

O de CO 2

de mols - 2,27g d)

C de 27

, CO 2

de 1

C de CO 1

de 27

, 2 )

CO mols - lb 052 , CO 0

mols - g 6 , 453

CO mols - lb CO 1

de 27

, 2 )

CO de mols - g 27 , 44 2

CO CO 1

10 . 00 , 1 )

moléculas mol x

g

moléculas mol x

g h

g g

g mol

g f

mols mol g

g

mol g

mols mol g

g

mol g

mols mol g

g

mol mols g

g c

mols g b

g mol g g

a

 =



 





− −

 =



 





 =



 



− 

−

 =



 





−

−

−

 =



 





−

−

−

 =



 





−

− −

 =



 



− 

 =



 



 −

h molCO kg

kg molCO kg

h

2 2

2 2

2

27 , CO 2 0 , 44 1 CO kg

1,00.10 = −

 



 −

4.4.2 - Fração mássica e molar

As correntes de um processo ocasionalmente contêm apenas uma substância.

Freqüentemente são constituídas de misturas de líquidos ou de gases, ou soluções de um ou mais solutos em um solvente líquido. Os seguintes termos são utilizados para definir a composição de uma mistura de substâncias, incluindo a espécie A;



 





−

−

= −



 



= 

total A de

total; A de mols - kg A Y de

molar

total

total; kg

A kg

total massa

A X de

A A

mol lb

mols lb

mol kg total mols fraçao mols

lb A lb massa

mássica fraçao

m m

Multiplicando-se por 100 e tem-se a fração em termos de porcentagem.

Exemplo 4 – Uma solução contém 15% de A e 20% de B. Calcule:

a) a massa de A em 200kg de solução;

b) a vazão mássica de A na corrente que está fluindo a velocidade de 50kg/h c) a vazão molar de B numa corrente de 1000 mols solução/min

d) a vazão total de solução que corresponde à vazão molar de 25kg-mols de B/s

e) a massa da solução que contém 300kg de A.

soluçao kg

A 2000 kg 15 , 0

soluçao kg

A 1 kg e)300

soluçao B 125

mols - kg 20 , 0

soluçao 1

B mols - kg )25

min 200 B B

mols 20 , 0 min

soluçao mols

)1000

h 5 A , soluçao 7

A kg 15 , 0 soluçao kg

b)50

A A 30

kg soluçao 0,15

200kg 15 , 0 )

=



 





= −



 



 −

=



 





=



 





=



 



= 

s mols kg

mol kg d s

mols soluçao

c mols

kg kg

h

soluçao kg X kg

a _A

Observações:

A) Note que as frações mássicas e molares independem da unidade, isto é, se a fração mássica de benzeno numa mistura é de 0,25, então:

mistura C 25 , 0 mistura 25 , 0 C

25 ,

0 _{6 6 6 6 6 6}

6

6 m

H m

C lb

H lb g

H gC mistura

kg

H

X = kg = =

B) Um conjunto de frações mássicas pode ser convertido em um conjunto de frações molares através de:

1- assumindo como “base de cálculo” uma massa de mistura (normalmente 100);

2- usando-se frações conhecidas para se calcular a massa de cada componente dentro da base definida, e convertendo-se estas massas em mols;

3- tomando a relação entre os moles de cada componente e a soma total dos mols.

O processo pode ser feito vice-versa, adotando-se como base de cálculo 100 mols ou 100kg-mols.

Exemplo 5: Uma mistura de gases tem a seguinte composição mássica: 16,0% O2; 4,0% CO; 17,0% CO2; o restante de N2. Qual sua composição molar?

Tomando-se como base de cálculo 100g de mistura:

2 2 CO

2 2 2 2

250 , 2 ) 0 , 28 /(

) 63 , 0 ( 100

386 , 0 ) 0 , 44 /(

) 17 , 0 ( 100 n

CO mols - g 143 , CO 0

0 , 28

CO 1

mistura 1

04 , 100 0

O mols - g 50 , O 0

g 0 , 32

O 1

1 16 , 0 mistura 100

2 2 2

molsN g

n

molsCO g

g mol g g

gmistura gCO n

mol g misutra g

gO n g

N CO O

−

=

=

−

=

=

=



 



 −



 



= 

=



 



 −

=

número de mols total: nt = 0,50 + 0,143 + 0,386 + 2,250 = 3,279 Então:

YO2 = 0,5 / 3,279 = 0,152 mols O2 / mol total

YCO2 = 0,118 mols CO2 / mol total YN2 = 0,686 mols N2 / mol total

A soma das frações tem que ser igual a 1.

4.4.3 - Massa molecular média

A massa molecular média (M) de uma mistura (kg / kg-mol, lbm / lbm-mol) é a razão entre a massa de uma amostra da mistura (mt) pelo número de mols de todas as espécies (nt) da amostra.

Se Yi é a fração molar do componente i na mistura e Mi é a massa molecular desse componente, então M = m total / n total, e

M = Y1M1 + Y2M2 + .... =ΣYiMi (todos os componentes) Isto porque:

...

... _{1 2}

3 2

1+ + + = + +

=

− =

t t t

t t

n m n m n

m m m n M m

Como:

t 1 1 1 1

1 1 1

1 1 1 1

Y n Y .

n

e

m

n M M

m M

m n

Y n

t t

=

→

=

→

=

=

Da mesma forma, se Xi é a fração mássica do i-ésimo componente, então s)

componente os

(todos 1 ....

2 2 1 1

i i

M X M

X M

X M

= ∑ + +

− =

Isto porque:

i i m X

t t

t t t t

t

M X M

X M

X m n

X m n

X M

n m X

n n

n n X n

n n n n n

n n m

n M

= ∑ + +

= +

=

+

= +

=

+ + + =

= +

=

−

−

1 ....

.... ....

1

2 2 1 1 2 2

2 1

1 1

2 1 1

1 2

1 1

2 1 2

1

2 2

Exemplo 6 – Calcule a massa molecular média do ar:

a) a partir das composições molares aproximadas: 79% N2; 21% O2. b) A partir das composições mássicas na atmosfera: 76,7% N2; 23,2% O2.

mistura ) 84 (

, O 28 mol - g

O 32 mistura 21 O

, N 0 mol - g

N . 28 mistura

N 79

,

0 ^{2 2}

2 2 2

2 2 2

2 2 2 2

mol g

O N g g

mols g

mol g g

mols g

mol M g

M Y M Y M

ar

O O N N ar

−

= +

− + −

−

= −

+

=

−

−

mol g

g g

mol molO

g g

g mol

g g

g g

M ^ar

ar

= −

→

− =

− +

− = 0,0347 M 28,84

/ O 32

mistura g

/ O 233 , 0 N /

N 28

mistura

/ N 767 , 0

1 ^-

2 2

2 2

2 2

4.4.4 - Concentração

Concentração mássica de um componente em uma mistura em solução é a massa deste componente por unidade de volume de mistura ( kg A / m³, g A / cm³, ....)

Concentração molar de um componente é a razão entre o número de mols de componente por unidade de volume de mistura (kg-mol A / m³)

Molaridade de uma solução é o valor da concentração de sólido expresso em g-mol soluto / litro de solução (exemplo: uma solução 2 Molar (M) de A contém 2 mols de A por litro de solução).

Exemplo 7 – Quantos mols de NaOH há em 5,0 litros de solução 0,020 M?

NaOH mol 1 , NaOH 0 02

, 0 0 ,

5 =



 





L moles

L

Exemplo 8 – Uma solução de 0,02 M de NaOH flui a 2,0 L/min. Qual a vazão molar do NaOH?

NaOH/min mols

04 , NaOH 0 mols

02 , 0 min

2 =



 





L

L

5 – TEMPERATURA

Temperatura é uma medida quantitativa do grau de aquecimento de um ambiente, de uma substância, etc. Este grau de aquecimento é determinado indiretamente pela medição de alguma propriedade física de uma substância., cujo valor depende da temperatura de uma maneira conhecida. A forma mais conhecida usa o princípio da dilatação de um volume de uma massa fixa de um fluido, dito termométrico (normalmente mercúrio), encapsulado em um bulbo de vidro. A temperatura usada no dia-a-dia é medida através de escalas relativas baseadas em pontos fixados arbitrariamente. Os pontos usuais são o ponto de fusão do gelo e o de ebulição da água, na pressão de uma atmosfera, aos quais são atribuídos determinados valores de acordo com a escala. A escala Celsius e a escala Fahrenheit são baseadas nos mesmos pontos, mas a eles são atribuídos valores diferentes.

Na escala Celsius, o intervalo entre os valores dos pontos fixos 0 e 100 é dividido em 100 espaços iguais. Na escala Fahrenheit, o intervalo entre os valores dos pontos fixos 32 e 212 é dividido em 180 espaços iguais.

°C °F

100 212

T(°C) T(°F)

0 32

Figura 6 – Fatores de Escala

A conversão entre as escalas é facilmente realizada usando-se a regra das proporções relativas ao comprimento percorrido pelo fluido termométrico no bulbo de vidro:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

8 , 1

32

´ 180

32

´ 100 32

212 32

´ 0 100

0 )

( ∴ = − ∴ = −

−

= −

−

− T F

C F T

T C T F

T C

T ^{o o o o} _o ^o

As unidades de temperatura termodinâmica baseadas nas escalas anteriores são a unidade Kelvin (símbolo K, sem o símbolo de grau, °) e a unidade Rankine (símbolo R).

Ambas as temperaturas são definidas em função do valor da temperatura zero absoluto.

A temperatura kelvin é baseada na escala graus Celsius, ou seja, usa-se a mesma divisão centesimal, enquanto a temperatura Rankine é baseada na escala graus Fahrenheit, ou seja, baseia-se na divisão em 180 intervalos iguais. Assim a temperatura zero absoluto corresponde a:

0K = 0R = -273,15°C = -459,67°F

A relação entre diversas escalas de temperatura é dada pelas equações:

T(°F) = 1,8T(°C) + 32 T(R) = T(°F) + 459,67 T(°F) = 1,8T(K) + 459,67 T(R) = 1,8T(K)

T(K) = T(°C) + 273,15 T(R) = 1,8T(°C) + 491,67

No desenvolvimento das equações acima, usou-se o fato da variação de 100°C ser igual à variação de 180°F, ou seja, ∆100°C = ∆180°F, ou ∆°C = 1,8∆°F. Identidades semelhantes podem ser obtidas entre as demais escalas de temperatura:

∆K = 1,8∆R ; ∆°C = ∆°F ; ∆K = ∆°C

∆R = ∆°F ; ∆K = 1,8∆°F ; ∆°C = 1,8∆°F

As relações acima não são equações e sim identidades ou fatores de conversão de diferença de temperaturas, onde o ∆ representa a diferença e não o símbolo de nenhuma grandeza. As grandezas que envolvem a transferência de calor são baseadas na diferença de temperaturas. No entanto, ao se escreverem as unidades, o símbolo ∆ não é escrito normalmente. Portanto, quando se fizer a conversão de unidades, deve-se levar isso em conta, pois está implícito no uso das unidades da grandeza que se está lidando com a diferença de temperaturas ao invés de temperatura.

1) Exemplo de relação entre temperaturas:

A temperatura estimada na superfície do sol é de 10500 R. Calcular o valor em °C.

( )

( )

( )

^{( )}

T ^{o o} 5560^o

8 , 1

67 , 491 10500 8

, 1

67 , 67 491

, 491 8

,

1 − =

− =

=

∴ +

=

2) Exemplo de relação entre variações de temperatura

Em um determinado dia, a temperatura variou de 18 a 33°C. De quanto foi essa variação na escala Fahrenheit?

C F C F F

C

C ^{o o o} _o^{o o}

o 1,8 27

15 15

18

33 =



 





∆

= ∆

∆

⇒

=

−

No exemplo 2 foi usado o fator de conversão correspondente à variação de temperatura. No entanto, no exemplo 1 foi usada a equação de conversão de escalas de temperatura. A não observação desta diferença entre as aplicações é a causa de erro de se fazerem conversões de unidades.

6 PRESSÃO

6.1 Pressão de fluido e pressão hidrostática

A pressão é a razão entre a força e a área sobre a qual atua a força.

Conseqüentemente, as unidades de pressão são as unidades de força divididas pelas unidades de área.

No SI, [p] = [F] / [A] kg . m^-1. s^-2 = N. m^-2 = Pa (Pascal)

Consideremos um fluido contido em um vaso fechado ou escoando através de uma tubulação, e vamos supor que seja feito um furo de área A na parede do vaso obstruído por um tampão, conforme mostrado na Figura 7:

Figura 7

A pressão do fluido pode ser definida como a razão F/A, onde F é a mínima força que deve ser exercida sobre o tampão no furo para evitar a fuga do fluido pelo furo. Tanto no vaso fechado como na tubulação, a pressão em consideração é a pressão real no interior dos equipamentos que vai governar a força F. Esta pressão é a que chamamos de pressão absoluta do fluido.

Vamos introduzir uma definição adicional de pressão de fluido para entendermos o conceito de pressão atmosférica e as formas de medir pressão de fluidos em vasos e em tubulações. Vamos supor uma coluna de fluidos com h metros de altura e área de seção transversal igual a A m². Vamos considerar que o fluido tem densidade ρ kg.m^-3 e que a pressão p0 pascal é exercida sobre a superfície superior da coluna.

Figura 8

A pressão P do fluido na base da coluna – chamada pressão hidrostática do fluido – é por definição, a força exercida na base da coluna dividida pela área da base A.

Esta força F na base da coluna é igual à força F0 no topo da coluna mais o peso da

F = F0 + Fpeso = F0 + mg

Dividindo-se toda a equação pela área da seção transversal A da coluna, vem:

Ah P mgh A

P mg A P

mg A F A

F = ⁰ + ∴ = ₀+ = ₀ +

Como o produto Ah corresponde ao volume de fluido na coluna, vem:

gh V p

p mgh Ah

p mgh

p= ₀ + = ₀+ = ₀+ρ

Como a área da seção transversal não aparece na equação, tal relação se aplica tanto a uma coluna tão fina quanto a de uma proveta ou tão larga quanto um oceano, isto é, a pressão hidrostática do fluido não depende da forma do recipiente onde o fluido está contido. De acordo com a equação acima, conclui-se que a pressão, além de força por área, pode ser expressa como a altura de um fluido particular. Isto significa que a coluna hipotética de um fluido com altura h metros exerceria uma dada pressão na base, se a pressão no topo fosse zero, isto é:

ρ ρ ρ

ρ ρ ρ

ρ ^Hg

Hg O H O H Hg Hg O H O

H h

ou h h

gh h gh

gh

p= = = ∴ = ² =

2 2

2

6.2 - Pressão atmosférica, pressão absoluta e pressão manométrica

A pressão exercida pela atmosfera pode ser imaginada como a pressão na base de uma coluna de fluido (o ar) localizada no ponto de medição. A pressão p0 no topo da coluna é igual a zero e a densidade ρ e a aceleração da gravidade g são os valores médios entre o topo da atmosfera e o local de medição.

A atmosfera-padrão é definida como a pressão equivalente a 760 mmHg a 0°C ou outro valor equivalente, enquanto a pressão atmosférica é variável e deve ser medida pelo barômetro. A atmosfera-padrão pode realmente não existir, exceto ao nível do mar em certos dias.

A pressão atmosférica local depende da altura do ponto de medição, da temperatura ambiente e das condições climáticas. Por isto, mesmo em um dado local,

da pressão atmosférica é o barômetro e a leitura desta medição é conhecida como pressão barométrica. Um barômetro pode ser um dispositivo como na Figura 9, onde um tubo fino de vidro graduado, completamente cheio de mercúrio é emborcado no interior de uma cuba, também contendo mercúrio, com o cuidado de não entrar ar no tubo.

Como a cuba está em contato com a atmosfera, a coluna de Hg no interior do tubo se equilibrará com a pressão atmosférica, indicando a diferença da altura em relação ao nível de mercúrio na cuba.

Figura 9 – Barômetro

A pressão pode ser expressa tanto por escala absoluta, como relativa. A pressão é medida por um aparelho conhecido como manômetro. Pode-se usar um manômetro com extremidade aberta para a pressão atmosférica (Figura 10A) ou um manômetro com extremidade fechada (Figura 10 B), onde foi criado um vácuo total, ou sem contrapressão.

Figura 10 A Figura 10 B

A pressão absoluta é baseada no vácuo completo, portanto, o valor lido independe do local, temperatura e condições atmosféricas. O ponto zero para uma escala de pressão absoluta corresponde ao vácuo perfeito, enquanto o ponto zero para uma escala de pressão relativa depende da pressão atmosférica local (pressão barométrica). A pressão relativa lida pelo manômetro é conhecida como pressão manométrica e é inferior ao valor da pressão absoluta; a diferença entre elas é a pressão barométrica.

Pressão absoluta = Pressão manométrica + Pressão barométrica

P1

Pressão manométrica

Pressão barométrica

Vácuo p2 Pressão absoluta

Pressão absoluta

Figura 11 – Relação entre as pressões

7 VISCOSIDADE ABSOLUTA (µ) e VISCOSIDADE CINEMÁTICA (ν)

A viscosidade é a propriedade que determina o grau da resistência de um fluido a uma força cisalhante. A viscosidade absoluta (ou dinâmica) de um fluido é importante no estudo do escoamento de fluidos newtonianos através de tubulações ou dutos. A lei da viscosidade de Newton diz que a tensão cisalhante τ (razão entre a força e a área que ela se aplica) numa interface tangente à direção do escoamento é proporcional à variação de velocidade u na direção y normal à interface. Matematicamente:

dy du A Fα τ =

Os fluidos que seguem esta lei são chamados de fluidos newtonianos. A introdução da constante de proporcionalidade na lei de Newton leva a:

dy du A

F µ τ = =

onde a constante de proporcionalidade tem como símbolo a letra grega µ e é chamada de viscosidade absoluta (ou dinâmica). Esta viscosidade depende da temperatura do fluido e praticamente independe da pressão.

A viscosidade absoluta é indevidamente expressa em unidades do antigo sistema CGS, o poise, cujo símbolo é P, e o seu submúltiplo, centipoise, cujo símbolo é cP. Para esse sistema, as unidades equivalentes ao poise são:

[ ]

s cm

g =

= . µ

A viscosidade cinemática tem como símbolo a letra grega ν e é definida como a relação entre a viscosidade absoluta (µ) e a massa específica do fluido (ρ), ambas a mesma temperatura e pressão. Ela foi criada em função da determinação da viscosidade em viscosímetros-padrão industriais.

No SI, as unidades da viscosidade cinemática são: m².s^-1. Da mesma forma que o Poise, ainda se encontra a viscosidade cinemática expressa no CSG, cuja unidade é o Stokes, símbolo St (equivalente a cm².s^-1) ou seu submúltiplo centistokes, cSt.

8 ENERGIA

8.1 - Energia potencial (Ep)

É a energia associada à força de atração exercida por um campo gravitacional sobre a massa m de um corpo (ou de um sistema), situada em um nível h em relação a um nível de referência. Usando o SI, a energia potencial fica:

[ ] [ ] ( ) ( )

kg m mgh E

mgh

E_{p p}  = =



 



= 

=

∴

= ₂ . ². ⁻²

Nos balanços energéticos normalmente utiliza-se a energia específica ou energia mássica, ou seja, a razão entre a energia e a massa do corpo. Nestes casos, específica é representado com ^ acima )

[ ] [ ] ( )



 



=

 =



 



=

=

∴

=

= ⁻

kg s J

m s m

gh m e

m gh

Ep E^p _p 2 2

2

^ .

8.2 - Energia cinética (Ec)

É a energia associada à velocidade (u) de um corpo (ou de um sistema) em relação à vizinhança. Usando SI, a energia cinética é calculada como:

[ ]

s kgm mv E

E_c = ² ∴ _c = ₂² = 2

A energia cinética específica (por unidade de massa) será dada por:

[ ]

Ec = E^c = ∴ _c = 2

^ 2

8.3 - Energia de pressão (Epr)

O produto pV (pressão x volume) é um termo presente nos balanços de energia em sistemas abertos e é também conhecido como apenas energia de pressão. Esse produto também aparece na lei dos gases ideais.

8.4 - Energia térmica ou calor (Q)

A energia térmica é uma forma de energia que é transferida de um corpo para outro (ou de um sistema para a vizinhança) devido unicamente à diferença de temperatura existente entre eles e, por ser uma forma de energia, sua unidade no SI é o joule (J). No entanto, ainda utiliza-se a caloria, que é um vestígio das teorias antigas sobre o calor, teorias hoje consideradas erradas. A sua origem remonta da época que ainda não se sabia que o calor é energia, pensando-se que era uma espécie de fluido, desprovido de massa, e cuja quantidade era proporcional à temperatura do corpo no qual estava contido. De acordo com o SI, a unidade caloria deve ser evitada, bem como sua equivalente nas unidades inglesas, a british thermal unit (btu).

A caloria pode ser definida como a quantidade de calor (energia) necessária para elevar a temperatura de 1g de água pura, sob pressão normal (atmosfera padrão), de 14,5 para 15,5°C. Nesta definição, está embutida uma grandeza conhecida como capacidade calorífica, que por definição, é a quantidade de calor (Q) necessária para

transferido para a água sem variação da pressão, a capacidade calorífica é designada pelo símbolo Cp, em que o índice p é usado para indicar pressão constante.

Analogamente, definindo-se que o calor é transferido para a água sem a variação do volume, à capacidade calorífica seria atribuída o símbolo Cv, em que o índice v indica o volume constante.

[ ] _[ ^{[ ]} _]

a temperatur

energia ouC

T C ouC Q

C_{p v p v}

= ∆

∆ ∴

= ) (

O termo capacidade calorífica específica (ou mássica) é empregado para designar a capacidade calorífica dividida pela massa da substância, com o símbolo cp ou cv (minúsculo). Muitas vezes, a capacidade calorífica é definida em função da quantidade de matéria ao invés de massa, e nestes casos, ela é chamada de capacidade calorífica molar com os símbolos cpm ou cvm.

Como na definição de caloria, a água foi tomada como substância padrão, a capacidade calorífica específica da água possui valor unitário, ou seja, a capacidade calorífica da água pura é igual a 1,0 cal / (g °C) ou 1,0 kcal / (kg °C). A temperaturas diferentes de 14,5°C, o calor específico será diferente, pois esta grandeza varia com a temperatura.

7

1.1 Tubulações

Tubulações são condutos fechados desti- nados ao transporte de fluidos. As tubulações são constituídas de tubos de tamanhos padro- nizados, colocados em série.

Usam-se tubulações para o transporte de todos os fluidos, materiais pastosos, líquidos e gasosos. Na prática, são chamados de tubos, somente os condutos rígidos. Os condutos fle- xíveis recebem a denominação de tubos flexí- veis, mangueiras ou mangotes.

1.2 Classificação dos Tubos

Os tubos podem ser classificados em me- tálicos ou não metálicos.

a) Tubos Metálicos Ferrosos:

Aço Carbono;

Aço Liga (à base de Cr, Mo Ni, Si);

Aço inoxidável;

Ferro Fundido;

Ferro Forjado.

b) Tubos Metálicos não Ferrosos:

Cobre e ligas de cobre (latão, bronze);

Alumínio;

Chumbo;

Níquel;

Outros metais; etc.

c) Tubos Não Metálicos:

Cimento-amianto;

PVC;

Borracha;

Concreto;

Vidro;

Plástico; etc.

1.3 Uso dos Principais Tipos de Tubos

1.3.1 Tubos de Aço Carbono

Representam a maior parte das tubulações utilizadas na refinaria. São usados para trans- ferir hidrocarbonetos, vapor, água, gases, etc.

1.3.2 Tubos de Aço-Liga e Aço Inoxidável

São usados para serviços especiais tais como fluidos corrosivos, fluidos à altas tem- peraturas, etc. Os elementos de liga mais usa- dos são: – Cr e Mo, para altas temperaturas e – Ni para baixas temperaturas.

1.3.3 Tubos de Materiais Metálicos não Ferrosos

São usados geralmente para fins específi- cos, que envolvem pequenos diâmetros (ar de instrumento, tubos de permutador, entre outros).

1.4 Diâmetros Comerciais

Os tubos são identificados por um núme- ro chamado “diâmetro nominal” (DN). A uni- dade é a polegada (símbolo: "). Uma polegada equivale a 2,54 cm.

De DN 1/8" até 12", esse valor não corres- ponde a nenhuma dimensão física dos tubos; e de DN 14" a 36" o diâmetro nominal coincide com o diâmetro externo (D. Ext.) dos tubos.

Assim, o valor fixo dos tubos de 1/8" a 12" é o diâmetro externo, sempre maior que o diâmetro nominal.

Exemplo:

DN 4" ^→D. Ext. = 4,5"

DN 8" ^→ D. Ext. = 8,6"

Acima de 30", os tubos são padronizados, fabricados com costura, sob encomenda.

1.5 Espessuras de Paredes dos Tubos

Para cada um dos diâmetros nominais, fa- bricam-se tubos com diversas espessuras de parede. Esta espessura é padronizada e recebe o nome de “Schedule” (Sch). Quanto mais alto o Sch, maior será a espessura da parede do tubo.

Exemplo:

8

Figura 1.1 – Espessura de parede de tubos.

Existem tubos para outras finalidades que não simplesmente o transporte de fluidos. São os tubos usados em permutadores, fornos, cal- deiras, etc, que servem também para aumen- tar a área de troca de calor. Exigem, na maio- ria dos casos especificações especiais.

Para esses tubos, o diâmetro externo cor- responde ao diâmetro nominal (DN), e a espes- sura de parede que varia grandemente, é desig- nada pela própria medida de espessura em mm, décimo de polegada, entre outras unidades.

Exemplo:

Tubo DN 3/4" ^→ D. Ext. = 3,4"

Tubo DN 2" ^→ D. Ext. = 2"

1.6 Acessórios/ligações

1.6.1 Acessórios de Tubulações

Os acessórios de tubulações são os meios utilizados para conectar tubos, válvulas, outros acessórios e equipamentos. Além de ligar, os acessórios servem também para mudar a dire- ção, variar o diâmetro da tubulação, fazer deri- vações, interromper ligações, etc. Os acessórios podem ser soldados, rosqueados ou flangelados.

Classificam-se conforme sua função nas tubulações:

a) Para mudar a direção em tubos, usa-se:

(Figura 1.2 e 1.3)

– Curvas de raio longo: 45º, 90º;

– Curvas de raio curto: 45º, 90º;

– Joelhos de 45º e 90º.

b) Para derivação em tubos: (Figura 1.4 e 1.5) – T normal;

– Selas;

– Cruzetas.

c) Para variar o diâmetro em tubos: (Fi- gura 1.6 e 1.7)

– Redução concêntrica;

– Redução excêntrica.

d) Para ligações de tubos entre si: (Figura 1.8 mentarmos o n.º de schedule a espessura de pare- de aumenta e conseqüentemente o diâmetro in- terno diminui. (Figura 1.1).

Luva rosqueada

Solda Luva soldada Curva 90° Curva 90° com pé Curva 45°

D. Ext. D. Int.

Sch.

Figura 1.2 – Acessórios flangelados.

Figura 1.3 – Acessórios para solda do topo.

Figura 1.4 Acessórios flangelados.

Figura 1.5 – Acessórios para solda do topo.

Figura 1.6 – Acessório flangelado.

Figura 1.7 – Acessórios para solda do topo.

Curva 90°

Raio Longo

Curva 45°

Cruzeta “Tê”

Sela “Tê”

Redução

Redução Concêntrica

Redução Excêntrica

9

Figura 1.9 – Ligações rosqueadas e união flangelada.

Tubo Parafuso Porca Flanges

Tubo

Junta

Solda Porca

União rosqueada

Figura 1.10 – Acessório para solda do topo.

e) Para fechar a extremidade de um tubo:

– CAP; (Figura 1.10.) – Bujões; (Figura 1.11.)

– Flanges cegos. (Figura 1.12.)

– Raquetes; (Figura 1.13) – Figuras-Oito. (Figura 1.14)

Raqueta Figura 1.13

Lado cheio Lado vazado

Figura 1.14

1.6.2 Ligações de Tubulações

a) Ligações Rosqueadas (Figura 1.4) É um dos métodos mais antigos para liga- ção de tubulações, pois é de baixo custo e fá- cil execução. Sua utilização é limitada a tubos de pequenos diâmetros (até 4") e para ligações de baixa pressão.

b) Ligações Soldadas (Figura 1.5) É o sistema mais usado para a ligação de tubos, acima de 2", para aços de qualquer tipo e metais não ferrosos soldáveis. Para a execu- ção das soldas existem normas que regulamen- tam o tipo de eletrodo, o tipo de inspeção, o tratamento térmico, etc.

c) Ligações Flangeadas (Figura 1.6) As ligações flangeadas compreendem, normalmente, dois (02) flanges, jogo de para- fusos, porcas e uma junta. São ligações facil- mente desmontáveis, empregadas em uma sé- rie de situações, tais como:

– acoplar tubulação a uma válvula;

– acoplar tubulações aos equipamentos;

– permitir montagens e desmontagens fá- ceis.

Existem diversos tipos de flanges. Os mais usuais são: de pescoço, integral, sobreposto,

Solda

Porca

“Cap”

Tubo

Flange cego

Junta de vedação Figura 1.11 – Bujão (cabeça quadrada)

10

pressão nominal de projeto. As classes de pres- sões para flanges são: 125, 150, 300, 400, 600, 900, 1.500 e 2.500 lbs/pol². Os flanges mais usados em refinaria correspondem às classes de 150 e 300 lbs/pol².

As dimensões dos flanges (espessura, n.º de parafusos, diâmetro externo) variam com as classes de pressão.

Em todas as ligações com flanges, existe sempre uma junta que é o elemento de vedação.

O material da junta deverá ser deformável e elástico, para compensar as irregularidades das faces dos flanges, estratégia que confere vedação perfeita. Deverá também ser especi- ficado, visando suportar as variações de tem- peratura e pressão. Existem diversos tipos de juntas. As mais comuns na refinaria são:

– Espirotálicas: Juntas planas com es- piral metálico recheado de amianto. São usadas para fluidos à altas temperatu- ras, situação em que um vazamento torna-se extremamente perigoso.

– Nitripak: Juntas planas, fabricadas com papelão recheado de tela metáli- ca. Usadas para fluidos à alta pressão e a baixas temperaturas.

– Papelão grafitado: Juntas planas fa- bricadas com papelão e grafite. Usadas para fluídos à baixa pressão e baixa temperatura.

1.6.3 Isolamento Térmico de Tubulações

Os isolamentos térmicos, com freqüência, têm por finalidade, reduzir as trocas de calor do tubo para o meio ambiente, ou vice-versa.

São constituídos, geralmente, de material à base de cálcio ou lã de rocha.

Os isolamentos térmicos podem ser utili- zados por duas razões, com finalidades espe- cíficas diferentes:

a) Motivo Econômico

As perdas de calor de um fluido para o exterior, representam um desperdício da energia empregada no aquecimento. A utilização de isolamento térmico resul- ta, portanto, em economia de energia.

b) Proteção Pessoal

O isolamento térmico pode também ser necessário para evitar queimaduras

11

2

Válvulas

2.1 Definição

Válvulas são dispositivos usados para es- tabelecer, controlar e interromper a passagem de fluidos em tubulações. Dentro deste concei- to global, as válvulas podem ter, no entanto, funções e características específicas que permi- tem uma classificação segundo seu emprego.

2.1.1 Classificação e Principais Tipos de Válvulas

Válvulas que controlam o fluxo em qualquer direção

a) Válvulas de Bloqueio

São aquelas que se destinam, primor- dialmente, a estabelecer ou interrom- per o fluxo, ou seja, devem só funcio- nar completamente abertas ou comple- tamente fechadas.

Tipos mais usados: válvula gaveta;

válvula macho;

válvula esfera.

b) Válvulas de Regulagem de Fluxo Destinam-se para o controle de fluxo e podem, devido a isto, trabalhar em qualquer posição.

Tipos mais usados:

válvula globo;

válvula agulha;

válvula de controle;

válvula borboleta;

válvula de diafragma.

2.1.2 Válvulas que permitem o fluxo em apenas uma direção

a) válvula de retenção de portinhola;

b) válvula de retenção tipo plug;

c) válvula de retenção de esfera;

d) válvula de pé.

2.1.3 Válvulas que controlam a pressão a

2.1.4 Válvulas que controlam a pressão a jusante

São também conhecidas como válvulas re- dutoras e reguladoras de pressão

2.2 Principais Componentes das Válvulas

2.2.1 Corpo de Válvula

O corpo ou carcaça é a parte da válvula que se conecta à tubulação e contém o orifício de passagem do fluido.

As válvulas são peças sujeitas à manutenção e, por isso, devem ser, em princípio, facilmente desmontáveis. Tanto as válvulas rosqueadas, como as flangeadas obedecem a este conceito. No en- tanto, com o desenvolvimento dos processos de solda, passaram também a ser empregadas válvu- las com extremidades para solda de soquete e para solda de topo. A desmontagem dessas válvulas é bem mais difícil, mas em compensação, não há riscos de vazamentos na tubulação. São os seguin- tes os principais casos de emprego de cada tipo de extremidade em válvulas:

a) Extremidades flangeadas

Sistema usado em quase todas as vál- vulas, de qualquer material, emprega- do em tubulações industriais de mais de 2". (Figura 2.1)

Volante Pino graxeiro

Haste

Sobreposta Gaxetas

Castelo Flangeado

Corpo Gaveta

Flange

12

vulas de aço, de menos de 2", em que a solda de topo é ineficiente.

c) Extremidades rosqueadas

Sistema usado em válvulas menores de 4" em tubulações que não conduzem fluidos corrosivos ou venenosos.

d) Extremidades para solda de topo Sistema usado em válvulas de aço, de mais de 2", em serviços com pressões muito altas ou com fluidos em que se exija eliminação absoluta do risco de vazamento.

2.2.2 Castelo

O castelo é a parte da válvula que suporta e contém as peças móveis de controle de flu- xo. O castelo é fixado ao corpo de maneira a permitir rápida desmontagem e fácil acesso ao interior da válvula. São três os meios usuais de ligação do castelo ao corpo:

a) Castelo e corpo rosqueados

É o sistema mais barato, usado apenas em pequenas válvulas de baixa pres- são (Figura 2.2).

Usado para válvulas pequenas, de alta pressão. Permite uma vedação bem melhor que o castelo rosqueado. Esta válvula deve ser de boa qualidade (Fi- guras 2.2 e 2.3).

Volante

Porca de aperto Sobreposta Gaxetas

Castelo Rosqueado Haste c/ rosca interna

Corpo Gaveta

Extremos rosqueados

c) Castelo aparafusado

Sistema usado para válvulas grandes sob qualquer pressão, por ser mais ro- busto e permitir melhor vedação (Fi- guras 2.4 e 2.5).

Figura 2.3 – Válvula globo.

Volante

Haste c/ rosca externa Sobreposta

Castelo aparafusado Tampão

Sede

Sentido de fluxo

Volante

Sobrecastelo

Haste com roca externa Sobreposta

Gaxetas

Castelo aparafusado Junta

Corpo

Gaveta Sedes

Flanges