Speck-flow

Geometria (mm) Diâmetro na raiz A Diâmetro na ponta B Diâmetro do furo d Comprimento não suportado LComprimento exposto ao escoamento. Poço mais curto ou mais grosso → frequência natural maior. Espessura mínima da ponta t Raio na raiz b

Processo Fluido Temperatura (°C)Vapor: deixe vazio para vapor saturado (temperatura de saturação na pressão); até 1 °C abaixo da saturação também conta como saturado. Pressão (bar g) Velocidade a partir da vazãoVazão mássica e DN (Sch 40) da linha onde o poço é instalado: preenche a velocidade abaixo (v = ṁ/(ρ·A)). Velocidade (m/s)Vapor e gás em alta velocidade são o caso crítico: a frequência de desprendimento de vórtices deve ficar abaixo de 0,8 × a natural. Densidade (kg/m³, opcional) Viscosidade (Pa·s, opcional)

Material Material (preenche E e densidade)ASME II-D: E pela Tabela TM-1 na temperatura de operação e densidade pela Tabela PRD. S e Sf continuam informados (dependem da especificação e da fixação). E na operação (GPa)Módulo de elasticidade na temperatura de operação (ASME II-D, tabela TM). E à temperatura ambiente (GPa) Tensão admissível S (MPa) Limite de fadiga Sf (MPa) Densidade do material (kg/m³) Kt (concentração de tensão)2,2 para raiz sem raio de concordância (ASME PTC 19.3 TW).

Atuadores Bermo / ARI — lineares (globo) e ¼ de volta (rotativas) (6)

Atuador pneumático de diafragma Bermo DP em corte — Atuador pneumático de diafragma e molas Bermo DP em corte (globo 440/470 e 3 vias)

Atuador elétrico linear ARI-PACO (globo de controle pequena)

Atuador elétrico linear Bermo PREMIO (globo de controle)

Atuador elétrico ARI-PREMIO-Plus 2G — Atuador elétrico linear ARI-PREMIO-Plus 2G — versão com fail-safe

Atuador pneumático ¼ de volta Bermo DA/SR — pinhão e cremalheira, base NAMUR e ISO 5211

Esfera tripartida com atuador elétrico ¼ de volta Bermo UM e volante — Atuador elétrico ¼ de volta Bermo UM com volante, em esfera tripartida

Válvula Tipo de válvula

Diâmetro da sede (mm) Δp de bloqueio (bar)Maior diferencial com a válvula fechada (entrada − saída na pior condição). Obturador Área desbalanceada (mm², balanceado) Classe de vedaçãoIV: metal-metal (usual). V: vedação apertada. VI: sede macia, estanque. Carga de vedação (N/mm, opcional) Atrito da gaxeta (N)Obrigatório: peça ao fabricante (depende do diâmetro da haste e da gaxeta; PTFE atrita bem menos que grafite). Forças adicionais (N)

Torque de quebra (N·m) Torque dinâmico máximo (N·m) Torque disponível do atuador (N·m)

Fator de segurançaUsual 1,25 a 1,5.

Atuador (verificação opcional) Tipo de atuador Ação na falha de ar Área efetiva (cm²)Área efetiva do diafragma, do catálogo do atuador. Bench set inferior (bar) Bench set superior (bar) Pressão de suprimento (bar)Pressão regulada para o atuador, por exemplo 2,4 bar para mola de 0,4–1,2 bar.

Cálculo EquipamentoPlaca de orifício: simples, maior perda permanente. Venturi: menor perda. Orifício de restrição: limita a vazão. Tipo de medidor Tomadas (placa) Calcular DN do tuboTrechos retos (ISO 5167): tipicamente 10 a 40 D a montante e 4 a 8 D a jusante. Schedule

Fluido Fluido Unidade de pressão Pressão a montantePressão na tomada de montante. Temperatura (°C) VazãoNm³/h só para gás (ar, gás natural, nitrogênio). Δp1 mmH₂O = 0,0980665 mbar (9,80665 Pa). Diâmetro do orifício (mm) Pressão desejada a jusante

Válvulas de segurança Bermo — todas as famílias (12)

Válvula SAFE em corte — SAFE angular, carga direta por mola — corte

Execução .901 — .901 — capuz fechado com alavanca

Execução .902 — .902 — capuz e castelo abertos, com alavanca

Execução .911 — .911 — capuz fechado sem alavanca (estanque)

Execução .912 — .912 — capuz aberto com alavanca, castelo fechado

Válvula SAFE — Flange DIN EN 1092, EN ISO 4126 / AD2000-A2, TÜV

REYCO R (API 526, ASME UV) .971 — alavanca fechada

REYCO R .974 — castelo e alavanca abertos

SAFE-P 921–924 — abertura gradativa, mesmo DN na entrada e na saída

SAFE-TC 941–943 — compacta roscada (também 945/946)

Seleção do modelo Bermo Ligação e família O programa indica o modelo recomendado e uma 2ª opção, com a capacidade certificada do catálogo (Kdr TÜV ou K ASME). No automático: em ANSI a SAFE-SN vem primeiro e a REYCO R entra para pressão alta, temperatura acima de 425 °C ou selo ASME; em rosca, a SAFE-TC (até 40 bar), depois a SAFE-TCP (inox, até 100 bar) e a REYCO RL (NPT, ASME). Material do corpo Execução Automática: .901 (alavanca para teste manual); .911 para gás inflamável ou tóxico. Líquidos: só .901 e .911 (certificação F).

Serviço Equipamento Serviço Fluido Unidade de pressão Pressão de ajusteIgual ou abaixo da PMTA do equipamento protegido. Contrapressão totalSuperimposta + desenvolvida. Mola convencional: até 10 % do ajuste; acima disso, use fole. SobrepressãoVálvula única: 10 %. Várias válvulas: 16 %. Caso de fogo: 21 %. Vazão de alívioMaior vazão que pode chegar ao equipamento, por exemplo a redutora travada totalmente aberta. Unidade da vazão Temperatura de alívio (°C)

Válvula Norma de cálculo Kdr certificado (ISO 4126)Valor certificado pelo fabricante. Sem ele, calcule pela API 520. Tipo Disco de ruptura antes da válvula Kd (opcional) Kb — gás, fole (opcional) Kw — líquido, fole (opcional)

Válvula selecionada (opcional, para a folha) Diâmetro de descarga d0 (mm) Modelo / descrição DN (entrada / saída) Pressão nominal Material do corpo Conexão Faixa da mola

Linha de entrada (regra dos 3%) DN da linha de entradaPerda de carga na entrada até 3 % da pressão de ajuste, para evitar trepidação (chattering). Comprimento (m) Cotovelos 90°

Válvula esfera em V — figuras de referência (2)

Válvula esfera — controle de fluxo: abertura × rotação do eixo, comparando esfera comum, globo linear e esfera em V — Controle de fluxo: % de abertura × rotação do eixo — esfera comum, globo linear e esfera em V

Válvula de esfera com esfera em V — Esfera em “V” — o recorte em V dá a abertura progressiva

Cálculo Alvo do cálculoComo na seleção da ARI: Kv com fator de segurança, ou Δp / vazão para uma válvula já escolhida. Estado FluidoPropriedades pela CoolProp (código aberto). “Próprio”: informe as propriedades. Pontos de operaçãoAté 3 (ex.: mínimo, normal e máximo). A válvula é escolhida pelo maior Kv; o ângulo é mostrado em cada ponto.

Propriedades do líquido (vazio = do banco, no ponto 1) Densidade Pressão de vapor (bar a) Pressão crítica (bar a) Viscosidade cinemática (mm²/s)

Propriedades do gás (modelo da ARI: gás ideal com Z) Densidade informada como ValorVazio: do banco de fluidos. Expoente isentrópico κ Fator de compressibilidade ZPadrão 1 (gás ideal), como na ARI.

Pontos de operação

PressãoTemperaturaVazão

	Ponto 1	Ponto 2	Ponto 3
Pressão de entrada p1
Pressão de saída p2
Temperatura
Vazão

Vapor saturado: a temperatura é a de saturação na p1.

Válvula e tubulação Fator de segurança sobre o KvVazio: 1,25 no alvo Kv e 1,0 em Δp e vazão (padrões da ARI). A lista traz as válvulas com Kvs ≥ fator × Kv. Modelo Kvs (m³/h) DN da válvula (velocidade de saída) Execução Vedação da sede Pressão nominal Line-size (tubulação com o DN da válvula, sem reduções) Tubulação de entrada D1 Tubulação de saída D2Com D1/D2 maiores que a válvula, o Kv de cada válvula leva o fator de redução FP da IEC (como a seleção da ARI sem “Line-Size”). Isolamento da tubulaçãoAtenuação do ruído (valores da lista da ARI).

Fluido Estado FluidoPropriedades pela CoolProp (código aberto), como na Esférica Segmentada. Temperatura de entrada (°C)

Vapor saturado: temperatura de saturação na p1 (IAPWS-IF97).

Condição de operação Pressão de entrada p1 (bar g) Pressão reduzida p2 (bar g)A PREDU regula de 0,2 a 16 bar g, em 6 faixas de mola/atuador DMA. Vazão

Seleção Fator de segurança sobre o KvVazio: 1,15 (padrão da ARI). A lista traz as válvulas com Kvs ≥ fator × Kv. Norma das conexões Diafragma do atuadorAcima do limite do diafragma: pote de selagem com água na linha de controle (folha ARI 700001).

Fluido Estado FluidoPropriedades pela CoolProp (código aberto). Temperatura (°C)

Vapor saturado: temperatura de saturação na p1 (IAPWS-IF97).

Condição de operação Pressão de operação p1 (bar g) Vazão Fator de segurança sobre a vazãoVazio: 1,0 (padrão da ARI).

Filtros SérieFABA-Plus e FABA-Supra: vedação da haste por fole (sem manutenção, sem vazamento pela haste). STOBU: vedação por gaxeta (serviço geral, manutenção possível). Ver as notas orientativas no resultado. Pressão nominal Material do corpo Conexão só obturador de regulagemObturador de regulagem: para estrangular a vazão (curva Kv × voltas do volante). Obturador cônico de aresta: bloqueio estanque.

Purgadores e bombas ARI — um de cada modelo e onde cada um rende melhor (7)

Boia — ARI-CONA S, SC e SC Plus

Descarrega o condensado na temperatura de ebulição, sem reter, pelo nível da boia.

Trocadores casco e tubo ou a placas e equipamentos com controle de temperatura (vapor modulado).
Separador de umidade, tacho encamisado, serpentina, aquecedor de ar e tanque aquecido.
Drenagem de linha até ~2 bar g e dreno de ar comprimido.

Fontes: site da RDC; Armstrong P101D tab. CG-27; Spirax tab. 11.

Termodinâmico — ARI-CONA TD

Disco que fecha com o vapor de flash; sub-resfriamento limitado. PN40 e PN63, aço forjado, aço para alta temperatura ou inox.

Drenagem de linhas de vapor acima de ~2 bar g, fim de linha e ramais.
Traço de vapor crítico e vapor superaquecido (1ª escolha).

Evitar: equipamento com controle de temperatura (trava com Δp baixa); contrapressão acima de 80 % da entrada (alerta a partir de 60 %); pressão de operação abaixo de 0,7 bar g.

Fontes: site da RDC; folha ARI CONA TD; guia ARI/Bermo p. 97; Armstrong CG-27; Spirax.

Termostático (pressão balanceada) — ARI-CONA M

Cápsula que abre com o condensado sub-resfriado de 5 a 40 K; ventilação automática de ar. PN16 e PN40.

Traço de vapor não crítico (1ª escolha) e traço crítico.
Serpentinas, aquecedores de ar e tanques aquecidos.

Evitar: vapor com mais de 70 K de superaquecimento.

Fontes: site da RDC; Armstrong CG-27; Spirax.

Bimetálico — ARI-CONA B

Lâminas bimetálicas; descarrega condensado sub-resfriado de 10 a 30 K, com ajuste contínuo e ventilação automática. PN16 a PN630.

Altas pressões (até PN630) e vapor superaquecido (2ª escolha, depois do termodinâmico).

Evitar: equipamento com controle de temperatura (retém condensado e alaga).

Fontes: site da RDC; Spirax tab. 11.

Estação de purga — ARI-CONA B All-in-one

Purgador bimetálico PN40, DN15–25, com válvulas de entrada e saída integradas, em aço forjado ou inox.

Descarga de condensado com sub-resfriamento limitado, com o purgador e os bloqueios de entrada e saída num só corpo.

Fonte: site da RDC. A capacidade segue os modelos-base; o cálculo seleciona pelo CONA B.

Purgo-bomba — ARI-CONA P

Trabalha como purgador ou como bomba, conforme o diferencial de pressão; sem energia elétrica.

Trocador a vapor com válvula de controle de temperatura, onde a pressão do vapor cai na carga parcial (stall).
Vasos sem respiro que operam entre pressão positiva e vácuo.

Fonte: site da RDC. A ARI não publica a capacidade: não é selecionado pelo cálculo.

Bomba de condensado — ARI-CONLIFT

Operada por boia, recalca o condensado com vapor, ar comprimido ou gás; sem motor nem selo mecânico.

Retorno de condensado de pontos baixos da planta.
Drenagem de espaços sob vácuo ou com pressão oscilante; junto com o purgador quando há stall.

Fontes: site da RDC; folha ARI 690001.

Execução TipoBomba ou purgo-bomba quando o condensado não sai por diferença de pressão (stall, elevação, contrapressão alta).

Verificação de stall (equipamento com controle de temperatura) Pressão do vapor em plena carga (bar g) Secundário — temperatura de entrada (°C) Secundário — temperatura de saída (°C) Contrapressão total no purgador (bar g)Rede de retorno + elevação depois do purgador (~0,1 bar por metro).

Bomba de condensado Vazão de condensado (kg/h) Margem (×)A folha da ARI não indica margem: 1 = vazão real. Meio motriz Pressão motriz (bar g)Folha ARI: cerca de 2 bar acima da contrapressão esperada. Pressão no coletor de destino (bar g) Elevação da bomba ao destino (m) Linha de recalque — DN Linha de recalque — comprimento (m) Altura de enchimento (mm)Do dreno do equipamento à base da bomba: mínimo 600 mm, máximo 1500 mm. Temperatura do condensado (°C)

Processo Meio Pressão de operação p1 (bar g)Pressão na entrada do purgador (do vapor no equipamento). Temperatura do vapor (°C) Carga informada como Carga (kg/h)Potência: o programa converte em condensado pelo calor latente na p1.

Saída do condensado Contrapressão na rede p2 (bar g)Pressão na linha de retorno ou no tanque de condensado. Elevação do condensado depois do purgador (m)Cada metro de coluna de condensado soma cerca de 0,1 bar à contrapressão. Perda na linha de retorno (bar)

Aplicação e margem AplicaçãoDefine a margem de segurança e os tipos recomendados. Margem de segurança (×) — opcionalVazio: usa o fator da aplicação (fonte aberta, marcado “adotado”). Marca Princípio Norma das conexões

Condensado Unidade de pressão Pressão do condensado (antes do purgador)Pressão do vapor que alimenta o equipamento (antes do purgador). Pressão de flash / retornoPressão do tanque de flash ou da linha de retorno. 0 bar(g) = descarga atmosférica. Vazão de condensado (kg/h) Temperatura do condensado (°C)

Critérios e economia Velocidade máx. linha após purgador (m/s)Linha após o purgador, com flash: 15–20 m/s. Condensado só líquido: 1–2 m/s. Constante K do tanque (m/s)Velocidade de separação no tanque de flash vertical: 0,05–0,1 m/s (usual 0,07). Custo do vapor (R$/t) Horas de operação por anoOperação contínua: 8.000–8.760 h/ano. Dois turnos: cerca de 4.000 h/ano.

Tipos de ligação e conexões — referência (8)

Solda de topo (BW): sem desconto de rosca

Rosca (NPT): desconte a altura do filete

Flange: classe pela pressão e temperatura

Colar de solda de topo — Colar para derivação (solda de topo)

Projeto NormaB31.3: tubulação de processo. B31.1: tubulação de vapor de caldeira (power piping). DN Unidade de pressão Pressão de projetoPressão máxima de operação com margem, ou a pressão de ajuste da válvula de segurança. Temperatura de projeto (°C)Temperatura máxima do fluido: define a tensão admissível do material. Sobre-espessura de corrosão (mm)Aço carbono: 1,5 mm (vapor) a 3 mm (condensado). Inox: 0 mm. Profundidade de rosca (mm)Só para tubos roscados: altura do filete (NPT ≈ 0,8 × passo da rosca). Verificar schedule existente

Material Material Tensão admissível S (MPa) Tensão ST na temperatura do teste (MPa)Só com S informado (B31.3 345.4.2: PT = 1,5·P·ST/S). Vazio: ST = S. Família (se S informado) Tipo de tubo Fator W (B31.3)Fator de redução da solda (B31.3 tabela 302.3.5): 1,0 até 427 °C; acima, tubo com costura exige W < 1.

Fluido Cálculo Inclinação disponível (cm por metro)Padrão 1 cm/m (1/100): Spirax Sarco. A vazão acima é a de condensado (kg/h). Escoamento por gravidade, sem flash — com flash a pressão, use a tela Flash e condensado. Velocidade (m/s)Vazão que o trecho (DN e schedule abaixo) leva com esta velocidade, nas condições de entrada — como a aba “Vazão” da planilha de redes de vapor. Fluido Unidade de pressão Pressão na entradaPressão no início do trecho. Vapor: use a pressão depois da válvula redutora, se houver. Temperatura (°C)Vapor: a temperatura de saturação é calculada pela pressão. Preencha só para vapor superaquecido. VazãoVapor e condensado em kg/h; líquido em m³/h ou kg/h; gás em Nm³/h. Unidade da vazão

Trecho DN Velocidade do fluido (m/s)Calculada pela vazão, pressão, temperatura e DN. ScheduleAço carbono: Sch 40 é o usual; Sch 80 para pressões altas ou tubos roscados. Comprimento (m)Trecho reto. Curvas, válvulas e tês entram em “Acessórios”, abaixo. Desnível (m, + sobe)Positivo quando o fluido sobe (aumenta a perda); negativo quando desce. Material

Critérios Serviço (velocidade típica) Velocidade máxima (m/s)Vapor saturado 25–35 m/s · superaquecido 35–50 m/s · água 1,5–3 m/s · condensado só líquido 1–2 m/s, com flash 15–20 m/s · ar comprimido 6–10 m/s. Perda máx. (bar/100 m)Vapor: 0,1–0,5 bar/100 m, com perda total até 10 % da pressão. Água: 0,1–0,4 bar/100 m. Schedule

Consumidores (linha principal com ramais)

Cada consumidor sai da linha principal por um ramal. Posição = distância na principal, a partir da entrada. A vazão de cada trecho da principal é a soma dos consumidores depois dele; a pressão é calculada da entrada até cada consumidor (Telles, Cálculo 2.6). Isolamento, purgadores e partida: quadro “Rede de vapor” abaixo.

Consumidor	Posição (m)	Regime (kg/h)	Partida (kg/h)	Ramal (m)	P mín. (bar a)

Fator de simultaneidadePercentual da demanda máxima usada ao mesmo tempo (). As fontes não dão valor: 1 = todos ao mesmo tempo. Use menor com cuidado.

Rede de vapor — linha de distribuição

Tem ramais (vários consumidores)? Escolha em Cálculo a opção “Rede de vapor — linha principal com ramais” ou use o item Rede de vapor (ramais) do menu.

Vazão acima = consumo de regime dos equipamentos. O cálculo segue as etapas de projeto de redes de vapor: diâmetro pela velocidade, condensado da partida somado à demanda, revisão do diâmetro, perda de carga, inclinação e pontos de drenagem.

Dimensionar o DNMarcado: o DN sai da velocidade máxima (e é revisto com a vazão de partida). Desmarcado: usa o DN do trecho. Tipo de linhaCritério RDC: principal 20–30 m/s, ramais 15–20 m/s; acima disso ruído, erosão e arraste de condensado. Referência: Telles Tab. 2.1. Linha acima de 200 m: o resultado compara com o DN seguinte. Velocidade máxima (m/s)Vazio: 25 m/s na principal, 20 m/s no ramal (critério RDC) ou 15 m/s na linha longa. Consumo de partida dos equipamentos (kg/h)Colete a demanda de partida e de regime de cada equipamento. Use o fator de simultaneidade com cuidado. Subidas / descidas (quantidade)Cada base de subida ou descida leva um ponto de drenagem (). Redutoras ou válvulas de controlePurgador antes de cada uma (). Válvulas fechadas por longo tempoO condensado se acumula antes delas: um ponto de drenagem cada (). Espaçamento máx. entre purgadores (m)Padrão RDC: 40 m em trecho reto. Petrobras N-0116 (4.2.8): no máximo 250 m. IsolamentoCondutividade pela tabela do Telles; espessura recomendada pela Petrobras N-0550 (conservação de energia × proteção pessoal, vale a maior). Espessura do isolamento (mm)Vazio: a da N-0550 para o DN e a temperatura do vapor. Espessuras comerciais: 25, 38, 51, 63, 76, 89, 102 mm… Revestimento externoMuda a emissividade: quase não muda a perda, mas muda a temperatura da superfície (Ganapathy, Tab. 8.40). Local dos suportesFlecha máxima no meio do vão (Telles, Cálculo 4.6). Comparação com as tabelas de vão da Petrobras N-0057. Tubo a até 3 m do soloSoma 2 000 N de sobrecarga no meio do vão para tubos de 3" ou maiores (Telles 4.6) — alguém pode pisar ou apoiar carga. Distância entre ancoragens (m)Trecho que dilata entre dois pontos fixos; uma lira no meio absorve essa dilatação. Linha longa: use ancoragens intermediárias e uma lira entre cada par. Junta de expansão — força para deformar (N)Dado do fabricante da junta (Telles 8.4). Com a área efetiva, o sistema calcula o esforço nas ancoragens. Junta de expansão — área efetiva do fole (mm²)Área pelo diâmetro médio do fole, informada pelo fabricante. Esforço da pressão = p × A. Contrapressão no retorno (bar g)Pressão na rede de retorno de condensado depois do purgador (0 = retorno atmosférico). Retorno de condensadoDesmarcado = descarga aberta. Muda o coeficiente de segurança do purgador (Silva Telles, Tubulações Industriais). Linha começa na caldeiraO 1º purgador recebe a água arrastada pelo vapor: coeficiente 4 (Silva Telles, Tubulações Industriais). Vento (m/s)Padrão 5,6 m/s (20 km/h): Petrobras N-0116, com ambiente a 5 °C — condição de maior perda. A verificação da superfície ≤ 60 °C usa ambiente 25 °C e ar parado (pior caso). Temperatura inicial do tubo (°C)Tubo frio = ambiente. Padrão 5 °C: ambiente de cálculo da Petrobras N-0116 (também usado nas perdas em regime). Tempo de aquecimento da linha (min)Padrão 15 min (decisão RDC — adotado, confirmar; Silva Telles cita 5 min). Quanto menor o tempo, maior o condensado por hora na partida; abaixo de 10 min, risco de golpe de aríete. A partida dimensiona só purgadores e drenagem; o DN e a perda saem da vazão de regime. Massa de flanges e válvulas (kg)Também aquecem na partida; o peso do tubo sai da ASME B36.10M.

Figuras de referência — válvulas redutoras e estações (6)

Redutora de ação direta — Ação direta: mola no castelo, tomada interna — compacta, até DN 50

Redutora de ação direta com diafragma — Ação direta com diafragma: linha de controle externa e pote de selagem

Redutora pilotada — Pilotada: piloto com mola comanda o diafragma principal

Atuador pneumático de diafragma em corte — Pneumática: atuador de diafragma com molas, comandado por controlador

Estação com válvula pneumática — Estação montada: separador, bloqueios de esfera, válvula pneumática e by-pass

Estação com redutora de diafragma — Estação montada: redutora com diafragma, linha de controle, manômetros e segurança

Forma construtiva Tipo de válvula redutora Válvulas de bloqueioGlobo com fole: estanque em vapor, qualquer DN. Esfera: só abre/fecha, sede de PTFE até ≈ 200 °C; tripartida desmonta na linha (usual até DN 100), bipartida é flangeada. Separador de umidade na entradaProtege a sede da redutora contra erosão. Fica antes da derivação do by-pass, protegendo as duas vias. By-pass manualDerivação e retorno por tês. Permite manutenção sem parar o vapor. Não instale se a sobrepressão puder danificar o equipamento a jusante. Válvula do by-pass (manual)Sempre manual. Esfera: flange ASME classe 150 ou 300 conforme a pressão e a temperatura. Kvs de catálogo da válvula do by-pass (opcional)By-pass dimensionado na vazão máxima. Vazio: ARI-FABA-Plus com obturador de regulagem no menor DN com Kvs ≥ 1,25·Kv e Mach ≤ 0,3 (Kvs de catálogo). A válvula de segurança é dimensionada com ela 100 % aberta. Kvs de catálogo da redutora (opcional)Vazio: Kvs padrão do catálogo (PREDU / VRB41) no DN calculado. Base de alívio: redutora travada 100 % aberta. Manômetro na entrada Manômetro na saídaIndispensável para ajustar a redutora. Cada manômetro leva sifão e válvula de bloqueio.

Pressões e vazões Unidade de pressão Pressão de entrada Pressão de saídaRelação entrada / saída acima de 10:1: considere duas redutoras em série. Estágios de reduçãoDois estágios: relação acima de 10:1 em redutora autoatuada, ruído alto ou volume de saída > 3 × o de entrada. Pressão intermediária (opcional)Vazio: média geométrica das pressões manométricas (adotado — confirmar). PMTA do trecho intermediárioAbaixo da pressão de entrada exige válvula de segurança entre os estágios. PMTA a jusantePMTA do equipamento mais fraco a jusante. Define o ajuste da válvula de segurança. Ajuste da segurança (opcional) Contrapressão na descarga da segurança (bar g)Superimposta + desenvolvida na linha de descarga. Acima de 10 % do ajuste exige válvula com fole. Vazão mínima (kg/h) Vazão normal (kg/h) Vazão máxima (kg/h)A redutora deve controlar entre a vazão mínima e a máxima.

Propriedades do vapor (atualiza ao digitar)

Informe as pressões de entrada e saída.

Vapor e válvula Temperatura de entrada (°C) Título do vapor (0–1)Vapor de caldeira sem separador: 0,95–0,98. Com separador de umidade: 1,0. Internos (coeficientes IEC)Redutoras de vapor são globo de sede simples: mantenha “globo sede simples” salvo dado do fabricante. Característica Velocidade máx. entrada (m/s)Critério RDC: entrada 25–30 m/s, saída 35–40 m/s. Com separador a entrada fica em no máximo 25 m/s. Após a redutora o tubo costuma aumentar de diâmetro. Velocidade máx. saída (m/s) Sobrepressão segurança (%)

Partida (drenagem) Tubo de entrada: comprimento (m) Tubo de entrada: massa (kg/m) Tempo de partida (min)

Válvulas de controle Bermo e acessórios (24)

H-3601 — angular proporcional, com posicionador (DN15–50, rosca BSP)

H-3600 — angular on/off roscada, atuador a pistão (DN15–65)

H-3600T — angular on/off soldada, sanitária (DN15–100)

Globo 440 — 440 — globo de controle com atuador pneumático de diafragma (DN15–250)

Globo com posicionador — 440 com posicionador eletropneumático

Globo com atuador elétrico — Globo de controle com atuador elétrico linear

Componentes: atuador, molas, diafragma, haste, castelo, obturador e sede

Atuador em corte — Atuador pneumático de diafragma e molas em corte

Malha de temperatura — Controle de temperatura: válvula, posicionador, sensor e controlador

Três vias — Válvula de 3 vias: misturadora (convergente) e desviadora (divergente)

Três vias aplicação — Aquecimento água/água com 3 vias desviando o primário

Posicionador eletropneumático Bermo NT-1000L (4–20 mA)

Posicionador digital Bermo EPS33 (HART opcional)

Filtro regulador de ar Bermo FR-10 com manômetro

Válvula solenoide 3/2 vias Bermo 3V025 para o ar do atuador

Monitor de posição Bermo NTS-C10 (chaves de fim de curso, ¼ de volta)

Processo Serviço Fluido Pressão de entrada (bar abs) Pressão de saída (bar abs)Vapor e gás: se a saída for menor que cerca de metade da entrada, o escoamento é crítico. Confira o ruído. Temperatura de entrada (°C) Título do vapor na entrada (0,5–1)Só para vapor saturado (temperatura em branco). Vapor de caldeira: 0,95–0,98. Vazão máximaVazão máxima de projeto: define a bitola (Kv em até 85 % do Kvs). Vazão normal Vazão mínimaConfere se a válvula ainda controla: abertura acima de 10 % do curso. Unidade da vazão

Seleção Bermo Controle de O programa indica o modelo Bermo recomendado e uma 2ª opção, com o catálogo do fabricante. Atuação Família Válvula de 3 viasLinha 450/451, só para líquidos (água, óleo térmico). Perda de carga do restante do circuito (bar)Trocador, tubulação e acessórios em série com a válvula. Calcula a autoridade (mínimo 0,3). Temperatura de controle — set point (°C)Autooperada: escolhe a faixa do termostato (−20 a +130 °C). Posição de falha Classe de vazamento Vedação da haste por fole Fluido sujo / com partículas

Válvula para verificação (opcional) Diâmetro nominal (mm)Normalmente 1 a 2 diâmetros abaixo da tubulação. Tipo FL (opcional) xT (opcional) Fd (opcional) Kvs da válvula (opcional)Vazio: sugere o Kvs comercial que fica até 90 % aberto na vazão máxima. CaracterísticaIgual porcentagem: maioria dos casos (vapor, trocadores). Linear: controle de nível e Δp constante.

Tubulação Diâmetro interno montante (mm) Diâmetro interno jusante (mm) DN da linhaObrigatório: limita a bitola ao diâmetro da linha. DN do tubo de saída (ruído)Limite usual: 85 dB(A) a 1 m da tubulação. Schedule do tubo de saída

Acessórios Bloqueios de entrada e saída Posicionador Filtro regulador de ar Válvula solenoide Chaves de fim de curso Volante manual

Figuras de referência — casco e tubo (6)

Componentes do trocador casco e tubo — Componentes: cabeçote, espelhos, feixe de tubos, chicanas, casco, bocais e suportes

Divisórias de passe no cabeçote: 2, 4, 6 e 8 passes

Nomenclatura TEMA: cabeçote dianteiro (A, B, C, N, D) · casco (E, F, G, H, J, K, X) · traseiro (L a W)

Arranjo dos tubos: triangular 30° / 60° e quadrado 90° / 45°

Tipos de chicana — Chicanas: segmentada simples, sem tubos na janela e de orifício

Fixação do tubo no espelho: mandrilagem com ranhuras e com férula

Feixe de tubos Cabeçote dianteiro (TEMA) Casco (TEMA) Cabeçote traseiro (TEMA) Passes nos tubosMais passes → maior velocidade e maior perda de carga. Feixe em U: só passes pares. Diâmetro externo do tubo (mm)Usual 3/4" (19,05 mm) ou 1" (25,4 mm). Tubo menor: equipamento compacto, limpeza mais difícil. Bitola do tubo (BWG)Inox: BWG 16–18. Aço carbono ou pressão alta: BWG 14–12. Espessura do tubo (mm) Número de tubos (furos no espelho)Ajuste para velocidade nos tubos de 0,9–2,5 m/s (líquido) ou 10–30 m/s (gás). Feixe em U: 2 furos por tubo. Comprimento dos tubos (m)Padrões: 1,5 · 2 · 2,5 · 3 · 3,66 · 4,88 · 6,1 m. Relação comprimento / diâmetro do casco: 4 a 15 (aceitável até 25). ArranjoTriangular 30°/60°: mais tubos no mesmo casco, limpeza do casco só química. Quadrado 90°/45°: limpeza mecânica com folga ≥ 1/4" entre tubos; o 45° dá mais troca que o 90°. Material dos tubos

Casco e chicanas Material do casco Casco em tubo comercial — DN Até DN 600 o casco é feito de tubo. Acima, ou fora da tabela: chapa calandrada (digite o diâmetro). Schedule Aço carbono: Sch 10 / 20 / 40. Inox: Sch 10S / 20 / 40S. Confira a espessura pela pressão (módulo Espessura de parede). Diâmetro interno do casco (mm) Cascos em sérieUse mais de um casco quando o fator F ficar abaixo de 0,75 (cruzamento de temperaturas). Cascos em paraleloRamais iguais em paralelo: a vazão de cada lado é dividida igualmente. O resultado mostra um casco; carga e consumo são da unidade. Método do lado do casco Corte da chicana (% do casco)Recomendado 20–35 % (usual 25 %). Vapor condensando: corte vertical 40–45 % ou placas-suporte. Tubos na janela da chicanaNTIW: todo tubo passa por todas as chicanas (vão = 1 espaçamento), solução clássica contra vibração. O número de tubos informado é só o da zona cruzada. Só no Bell-Delaware (Jc = 1, Bell). Temperatura máxima de parede (°C)Leite e laticínios: ~70 °C (depósito proteico). Produto termossensível: limite do cliente. Temperatura mínima de parede (°C)Água ou glicol: evite congelar na parede fria. Tiras de selagem (pares)Bell-Delaware: 1 par para cada 5 a 7 fileiras de tubos no fluxo cruzado. Reduz o desvio entre feixe e casco. Folgas da chicana (Bell-Delaware)Folga casco–chicana e furo do tubo na chicana. "Folgada" simula trocador antigo. Folga feixe–casco (mm)Espelho fixo e tubos em U: 10–15 mm. Cabeçote flutuante: 50 mm ou mais. Espaçamento das chicanas (mm)Entre 0,2 × casco (mín. 51 mm) e 1,0 × casco. Os tubos da janela só se apoiam a cada 2 chicanas: o espaçamento máximo é metade do vão TEMA (tubo 3/4" de aço: 1524 / 2 = 762 mm; cobre e titânio: 660 mm). Espelho → 1ª chicana (mm)Prática de projeto: li (tabela por classe de pressão e diâmetro do casco) + diâmetro do bocal. O dimensionamento preenche. Última chicana → espelho (mm)le + diâmetro do bocal de saída. Vazio nos dois: chicanas distribuídas por igual. DN dos bocais — tubos (opcional) DN bocal de entrada — casco (opcional) Proteção de impacto na entrada do cascoObrigatória com vapor/gás e com líquido acima de ρv² = 2232 kg/(m·s²) no bocal. DN bocal de saída — casco (opcional)Sugestão automática pela velocidade: líquido ≤ 2,5 m/s · vapor ≤ 30 m/s · condensado ≤ 1 m/s.

Hipóteses de segurança (opcional)

Para calibrar com dado de campo ou seguir a margem do cliente. Tudo o que for preenchido sai como “HIPÓTESE DO USUÁRIO” nos avisos e na folha.

Multiplicador de h — tubos Multiplicador de h — casco h imposto — tubos (W/m²K) h imposto — casco (W/m²K)

Lado dos tubos Tipo de cálculoSimular: o programa acha as temperaturas de saída que o trocador existente entrega (sobre-área zero). Fluido Carga térmica (kW) — opcionalEntrada flexível: com as duas temperaturas de entrada, deixe em branco a vazão ou a saída de um lado (5 de 6 dados) — ou informe a carga e deixe uma em branco em cada lado. O programa fecha o balanço. Vazão (kg/h) Temperatura de entrada (°C) Temperatura de saída (°C) Pressão (bar abs)Perda de carga recomendada para líquido: até 70 kPa (0,7 bar) por lado. Perda de carga admissível — tubos (kPa)Dado do cliente. Vazio: usa a faixa usual (líquido até 70 kPa). Incrustação

Lado do casco Tipo de serviço

Pressão do vapor (bar abs)Pressão já reduzida, na entrada do trocador. Perda de carga do vapor no casco: até 5 % da pressão. Incrustação Temperatura do vapor na entrada (°C)Acima da saturação: calcula a zona de dessuperaquecimento. Sub-resfriamento do condensado (K)Condensado sai abaixo da saturação: zona de sub-resfriamento.

Fluido Vazão (kg/h) Temperatura de entrada (°C) Temperatura de saída (°C) — opcional Pressão (bar abs) Perda de carga admissível — casco (kPa) Incrustação

Espelhos (espessura) Pressão de projeto (bar g)Vazio: 1,1 × a maior pressão de operação (mín. 1 bar g). Use a PMTA do equipamento, se já definida. Classe TEMADefine a espessura mínima do espelho (RCB-7.11) e o passo mínimo (1,20 × do só na C). Tensão admissível do espelho (MPa)Vazio: ASME II-D Tab. 1A na maior temperatura das correntes (SA-516-70, SA-240 304/316 sem a nota G5). Fixação do espelhoEspelho fixo: normalmente integral. Tubos em U e cabeçote flutuante: entre flanges (removível). Sobre-espessura de corrosão (mm)Vazio: 1,5 mm para aço carbono, 0 para inox. Classe NR-13 do fluido — casco Classe NR-13 do fluido — tubosDefine a categoria do vaso (I a V) com o produto P·V de cada câmara.

TEMA RCB-7.13: o maior valor entre flexão, cisalhamento e espessura mínima (3/4 do diâmetro do tubo, para tubos mandrilados), mais a corrosão, arredondado para chapa comercial.

Suportes e soldas Posição do trocadorVale também para o cálculo térmico: com vapor no casco e trocador vertical, a condensação é calculada em tubos verticais (Nusselt / Kutateladze / Labuntsov). Suportes calculados cheios de água (teste hidrostático), a condição de maior peso. Espessura do casco em chapa (mm)Só para casco em chapa calandrada. Com casco em tubo, vale a parede do schedule. Ângulo de contato da sela (°)Mínimo 120° (ASME). Ângulos maiores reduzem as tensões no chifre da sela. Largura da sela (mm) Espelho → centro da sela (mm)Até 0,2 × L. Perto do espelho (≤ R/2) o espelho/cabeçote enrijece o casco. Fluido letal em um dos ladosSim, ou pressão ≥ 69 bar (1000 psi): solda de resistência tubo–espelho.

Dimensionar automaticamente Comprimentos a testar (m) Velocidade nos tubos mín. / máx. (m/s) Sobre-área mín. / máx. (%) Perda de carga máx. tubos / casco (kPa) Relação comprimento / diâmetro do casco máx. Diâmetros de tubo a testar (mm)Ex.: 15.88; 19.05; 25.4. Vazio: usa o diâmetro informado acima. Arranjos a testar triangular 30° triangular 60° quadrado 90° quadrado 45°Nenhum marcado: usa o arranjo informado acima. Ordenar as sugestões por Vibração crítica (Connors V/Vc ≥ 1)

Usa o tipo de feixe, o diâmetro e a bitola do tubo, o arranjo, o material e o método do casco escolhidos acima, e sugere quantidade e comprimento dos tubos, passes, casco e chicanas.

Casos de operação (simulação na mesma geometria)

Cada linha muda só o que for preenchido; o resto vem dos campos acima. Até 12 casos.

Caso	Vazão tubos (kg/h)	T entrada tubos (°C)	Vazão casco (kg/h)	T entrada casco (°C)	Pressão do vapor (bar abs)

Figuras de referência — trocador a placas (3)

Componentes do trocador a placas — Componentes: chapa fixa e móvel, placas, juntas, barramentos e fusos de aperto

Vista dos bocais na chapa fixa — Bocais de entrada e saída na chapa fixa

Placa Modo Placa do catálogo BermoPreenche largura, comprimento, fator de alargamento e diâmetro da porta pela área e pelas cotas do catálogo. Número de placasNo modo “dimensionar” é o ponto de partida; o cálculo ajusta. N − 1 canais no total: com N par, um lado fica com um canal a mais. Trocadores em paraleloTrocadores iguais em paralelo (vazão grande, limite do frame ou um reserva). O resultado mostra um trocador; carga e consumo são da unidade. Passes — lado quenteVapor condensando: 1 passe. Passes — lado frioMesmo número de passes nos dois lados mantém a contracorrente. Os canais de cada lado precisam se dividir igualmente entre os passes. Lado com um canal a mais (N par)

Hipóteses de segurança (opcional)

Multiplicadores declarados, para calibrar com o desempenho garantido pelo fabricante. Saem como “HIPÓTESE DO USUÁRIO”.

Multiplicador de h — quente Multiplicador de h — frio Multiplicador do atrito — quente Multiplicador do atrito — frio

Largura útil (m) Comprimento efetivo (m) Profundidade da estampagem (mm)Altura da estampagem: 2–5 mm (usual 3 mm). Maior → menos perda de carga e menor troca. Espessura da placa (mm)Inox: 0,4–0,8 mm (usual 0,5 mm). Ângulo chevron (°)Ângulo baixo (~30°): menor troca e menor perda. Alto (60–65°): maior troca e maior perda. Ângulo da segunda placa — pacote misto H + L (°)Placas alternadas de ângulos diferentes formam um canal intermediário (M): Martin usa a média dos dois ângulos. Ajuste fino entre troca e perda de carga com o mesmo modelo de placa. Ângulo medido a partir deConfira na folha do fabricante: 30° de um lado é 60° do outro, e isso muda h e Δp em mais de 2 vezes. Tipo construtivo GaxetaLimites típicos: confirme na folha da gaxeta do fabricante. Pressão de projeto do pacote (bar(g)) Fator de alargamentoÁrea real / área projetada da placa: 1,1–1,25 (usual 1,17). Diâmetro do bocal (mm) Cisalhamento mínimo na parede (Pa)Cisalhamento alto reduz a incrustação (laticínios, cervejaria). Use o critério do cliente ou do fabricante. Temperatura máxima de parede (°C) Temperatura mínima de parede (°C) Material Margem de área (%)Margem sobre a área: 10–20 % é o usual. Perda de carga admissível — quente (kPa)Placas: 50–100 kPa por lado é o usual. Perda de carga admissível — frio (kPa)

Lado quente Tipo

Pressão do vapor (bar abs)Vapor entra por cima e o condensado sai por baixo, para drenar bem. Incrustação (m²K/W) Temperatura do vapor na entrada (°C)Acima da saturação: calcula a zona de dessuperaquecimento. Sub-resfriamento do condensado (K)Só existe com nível de condensado controlado na saída da placa. Entrada do vapor

Fluido Vazão (kg/h) Temperatura de entrada (°C) Temperatura de saída (°C) Pressão (bar abs) Incrustação (m²K/W)

Lado frio Fluido Vazão (kg/h) Temperatura de entrada (°C) Temperatura de saída (°C) Pressão (bar abs) Incrustação (m²K/W)Placas usam fatores menores que o casco e tubo (alta turbulência): 0,00001–0,00005 m²K/W.

Usa as condições de processo, a margem, o Δp admissível de cada lado, a estampagem, o ângulo e a gaxeta informados; leva alguns segundos.

Cálculos de engenharia