A escolha entre uma válvula borboleta e uma válvula globo depende da sua necessidade de precisão no controle de fluxo versus otimização de espaço. A primeira utiliza a rotação de um disco em um quarto de volta e é projetada para alto fluxo e operação rápida de abertura e fechamento. Já a segunda utiliza o movimento linear da haste e é projetada para controle preciso da vazão.
Neste artigo, discutimos em detalhes técnicos a diferença entre uma válvula borboleta e uma válvula globo para auxiliar os engenheiros em suas escolhas.
Qual a diferença entre uma válvula borboleta e uma válvula globo?
Capacidade de vazão:
As válvulas borboleta oferecem controle de fluxo limitado, mas apresentam excelente desempenho em operações de fechamento rápido. Elas proporcionam um caminho de fluxo direto, onde o disco permanece no centro, permitindo que o fluido passe com menos obstrução. Isso as torna muito adequadas para uso em tubulações de grande diâmetro ou quando o controle preciso do fluxo não é essencial.
Por outro lado, as válvulas globo são adequadas para operar em condições de estrangulamento devido à sua excelente capacidade de controle de fluxo. Elas utilizam um caminho de fluxo em forma de "Z" que força o fluido a mudar de direção duas vezes. Isso as torna ideais para sistemas que necessitam de ajustes precisos de fluxo, como em processos a vapor ou químicos.
Queda de pressão:
A válvula borboleta normalmente apresenta uma baixa perda de pressão devido ao seu projeto e ao curto percurso do disco. Além disso, proporciona um coeficiente de vazão (Cv) muito maior para o mesmo diâmetro de tubulação.
Em contrapartida, o movimento linear e a vedação proporcionada pelo disco fazem com que a válvula globo apresente uma alta queda de pressão. Isso resulta em um coeficiente de vazão (Cv) menor.
Precisão de controle:
As válvulas borboleta são mais adequadas para o controle de fluxo aproximado. Embora sejam capazes de regular o fluxo, o posicionamento do disco pode levar a uma distribuição desigual do fluxo quando a válvula está parcialmente aberta.
Em casos onde é necessário um controle preciso do fluxo ou uma rampa de vazão, a válvula globo é a melhor opção. A válvula globo é considerada a referência do setor para um controle de fluxo preciso e consistente. Isso ocorre porque o movimento linear do obturador permite ajustes mínimos no fluxo.
Limites de pressão, temperatura e fluido:
Válvulas borboleta São mais adequadas para uso em grandes tubulações de água, água de resfriamento e fluidos de processo. Essas válvulas são apropriadas para aplicações que envolvem altos fluxos em baixas pressões. Embora algumas válvulas de alta qualidade suportem temperaturas muito elevadas, essas válvulas são geralmente aplicadas em transferência de líquidos em temperaturas moderadas.
Por outro lado, as válvulas globo devem ser empregadas em aplicações de alta pressão e temperatura, como vapor e gases voláteis. Seu design de vedação robusto suporta a expansão térmica e permite uma regulação precisa sem comprometer a estanqueidade.
Espaço e custo de instalação:
A válvula borboleta é projetada com um corpo extremamente fino, do tipo "wafer" ou "lug". Isso significa que ela é muito mais leve e compacta. Requer muito menos esforço físico para montagem em grandes instalações. Além disso, sua instalação é muito mais fácil do que a de outros modelos, pois o custo em mão de obra é consideravelmente menor.
No caso das válvulas globo, devido ao complexo corpo interno em forma de S, são necessárias muito mais peças de ferro fundido ou metal forjado. Consequentemente, elas se tornam muito mais pesadas e caras do que qualquer outro tipo de válvula. Em muitos casos, são até mesmo instaladas em tubulações de concreto.
| Recurso | Válvula borboleta | Válvula globo |
| Caminho do fluxo | Direto | Tortuoso (padrão em Z) |
| Queda de pressão | Baixo | Alto |
| Capacidade de fluxo (Cv) | Alto | Baixo |
| Tipo de controle | Regulagem grosseira / Liga/Desliga | Controle preciso da aceleração |
| Mídia Ideal | Água, pastas, líquidos refrigerantes | Vapor, gás de alta pressão |
| Peso e tamanho | Leve e compacto | Pesado e grande |
| Custo Relativo | Baixo | Alto |
Qual válvula usar em cenários específicos?
Sistemas de caldeiras a vapor:
- As válvulas globo devem ser utilizadas em linhas de controle de água de alimentação e linhas de cabeçalho de vapor quando for necessário estrangulamento de alta pressão.
Estações de Tratamento de Água:
- As válvulas borboleta são recomendadas para tubulações de admissão de grande diâmetro, a fim de economizar espaço e custos operacionais.
Fábricas de produtos químicos:
- As válvulas globo devem ser empregadas em linhas de dosagem para garantir a dosagem precisa de produtos químicos devido às suas características de controle de fluxo exato.
Torres de resfriamento:
- Recomenda-se o uso de válvulas borboleta para isolamento e balanceamento aproximado em circuitos de água gelada.
Válvulas de isolamento:
- As válvulas borboleta são recomendadas devido à sua característica de abertura e fechamento rápidos através de uma rotação de 90 graus.
Válvula de gaveta vs. Válvula globo vs. Válvula borboletaQual escolher?
A diferença entre uma válvula de gaveta, uma válvula globo e uma válvula borboleta reside no equilíbrio entre controle e velocidade. Veja abaixo uma tabela comparativa para melhor compreensão.
| Características | Válvula de gaveta | Válvula globo | Válvula borboleta |
| Movimento | Linear | Linear | Rotativo (90°) |
| Limitação de velocidade | Ruim (não é o ideal) | Excelente | Justo |
| Peso | Moderado | Pesado | Leve |
| Queda de pressão | Muito baixo | Alto | Baixo |
Critérios de seleção para válvula de gaveta: Preferencial para isolamento total de fechamento/abertura em sistemas de fluxo linear com mínima perda de carga. Não deve ser usada para estrangulamento, pois é suscetível a vibrações, erosão e desgaste com fechamento parcial.
Critérios de seleção para válvula globo: Recomendada para modulação de fluxo devido ao seu design em forma de S. Embora module o fluxo de forma eficaz, apresenta alta perda de carga e exige muita manutenção.
Critérios de seleção para válvula borboleta: Utilizada quando as restrições de peso e custo prevalecem em aplicações com tubulações de grande diâmetro. Possui um pequeno giro de 90 graus e baixa perda de pressão, oferecendo melhor controle de fluxo do que as válvulas borboleta padrão.
Exemplo real de estudo de caso em
Atualização do sistema de controle de processos da Emerson Automation (Inovação Fisher Control-Disk)
Durante décadas, as indústrias químicas e de energia dependeram de válvulas globo para o controle de fluxo crítico. Isso ocorre porque as válvulas borboleta convencionais causam comportamento instável do fluxo em pequenas aberturas. Buscando uma solução mais leve e econômica, a Emerson Automation Solutions desenvolveu a válvula borboleta Fisher Control-Disk com geometria de fluxo aprimorada.
Em testes comparativos, este projeto introduziu uma característica de fluxo de porcentagem igual, permitindo um melhor desempenho de controle, semelhante ao das válvulas globo tradicionais. Os resultados mostraram que as válvulas borboleta redesenhadas podiam igualar o comportamento de ajuste das válvulas globo, reduzindo peso, custo e espaço ocupado pelo sistema.
A que normas essas válvulas devem obedecer?
As válvulas utilizadas nas indústrias precisam atender a normas internacionais por diversos motivos. Entre eles:
API 609:
- A norma trata das especificações para o projeto e classificação de válvulas borboleta em relação aos seus limites de pressão e temperatura.
BS EN 13709:
- A norma europeia especifica as diretrizes técnicas relativas às válvulas globo fabricadas em aço industrial e adequadas para operar em altas temperaturas.
ISO 9001:
- A certificação ISO indica que existe um processo de produção padronizado.
SIL 2/3:
- Eles indicam nível de integridade de segurança 2 e nível de integridade de segurança 3 para conjuntos de válvulas automatizadas.
Conclusão
O conhecimento da diferença entre válvulas borboleta e válvulas globo contribui para a eficiência e durabilidade do sistema. As válvulas borboleta são mestres da eficiência, oferecendo alta capacidade de vazão e menor custo no transporte de grandes volumes de líquidos. Já as válvulas globo se destacam pela precisão e são necessárias para aplicações de estrangulamento de alta pressão e vapor.
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