Válvulas de ControlAADECA

Ing. Eduardo Néstor Álvarez

Pérdidas de Carga

LA VÁLVULA DE CONTROLESTRANGULA EL PASO DE FLUIDO,PROVOCA UNA PÉRDIDA DE PRESION.

DARCY ∆ P = ρ*f * (L/D)*( V2/2g)

f = factor de Fricción

L = Longitud de Cañería

D = Diámetro de Cañería

V = Velocidad del Fluído

g = Aceleración de la Gravedad

Zona de Trabajo Valvula

El Régimen de Circulación de Fluído puedeser Laminar o Turbulento y se caracterizapor El número adimensional de Reynods.

Re = V* D/ν = Coeficiente *Q / (D*ν)

D = Diámetro de la Cañería

Re = número de Reynolds

V = Velocidad

ν = Viscosidad Cinemática (Stokes)

DIAGRAMA DE FACTORES DEFRICCION (MOODY)

Diagrama defactores defricción(Moody)

La Pérdida de Presión es Clave paraControlar el Flujo.

La Pérdida de Presión en la Válvula como encualquier accesorio Depende de:

Rozamiento del fluído contra las paredes

Cambios de Dirección

Cambios de Sección más o menos Bruscos

Obstrucciones

En la Válvula el rozamiento dado que elrecorrido es corto tiene menos peso en estaCaida de Presión

La Pérdida de Presión se calcula Como lo indican losfabricantes de Válvulas o mediante el coeficiente K. Verbibliografía.

DARCY ∆ P = ρ*f * (L/D)*( V2/2g)

Pérdida en accesorio

∆ P = ρ* K *( V2/2g)

Por ende K = f * (L/D)

También (K/ f )= (L/D)Coeficiente K de perdida de Carga Tablas

(L/D) = Longitud equivalente en Diámetros de cañería

Perdidasde Carga

enAccesorios

Perdidas de Carga en Accesorios

Perdidas de Carga en Accesorios

Perdidas de Carga en Accesorios

Perdidas deCarga en

Accesorios

Perdidasde Carga

enAccesorios

Perdidasde Carga

enAccesorios

Ejercicio

Circulación deAgua a 27ºC300ºK

Diferencia dealturas encañería 220 m

LongitudCañería 310m

Elegir Válvulade control

EjercicioPaso 1 Busqueda de Datos Asumimos 300 ºK o sea 27ºCTabla de Propiedades Físicas del AguaLibro Flujo de Fluídos CRANE A10 Mc Graw HillSacamos la densidad a esa temperatura 0,9964Kg/dm3Tabla A2a Pagina A4 Viscosidades de varios líquidosViscosidad del Agua a 300K apoximadamente 0.87 cpTabla A49 factor K para varios accesorios factor del codo normalK= 30ftTabla B4 Viscosidades Equivalencias.Tabla B16 Velocidades en m/s , caudales y pérdidasen cañerías Sch 40B 21 Datos de Cañerías ComercialesDiametro interior de la Cañería de 3” 77.9 mm

Ejercicio

Con una velocidad inicial de prueba de 2.1 m/ssacamos Q

segCoefQ

smCoefQ

VCoefQ

SecciónVCoefQ

m

d

3

2

2

01.0.

41.2

4.

.

)0779.0(

••=

•••=

•••=

••=

π

π

EjercicioSacamos el Número de Reynolds haciendotemporalment Coef =1

Re = V.D/ν = 2.1 .0.0779/(0.87/1000. 996.4 Kg/m3)

Re = 163001 (es adimensional)

Tabla a49 Factores de Fricción tuberias comercialeslimpias. 0.02 para Reynolds 163001

Ensayo Dinámico de Válvulas en Laboratorio

Relación Cv Kv

KdCv

29,29 •=

Cd

2

V

4891K

•=

CaracterísticasInherentes

VARIACIÓN DEFLUJO ENFUNCIÓN DE LAELEVACIÓN DELVÁSTAGO COMOFRACCIÓN DE LAELEVACIÓNMÁXIMA PARAUNDELTAPRESIONCONSTANTE

Características Instaladas

Cuando la Válvula actúa modifica el Delta P que ve en el procesopor lo cual la característica difiere de la inherente que es a DeltaPconstante

Selección de la característica para Nivel de LíquidosCaracterística

inherente recomendadaRelación de Delta P con la carga

LinealDelta P constante

LinealDisminución del Delta P cuando aumenta la carga, cuandoEl DeltaP a carga máxima es mayor que el 20% del Delta

P de carga mínima

Porcentaje IgualDisminución del Delta P cuando aumenta la carga, cuandoEl DeltaP a carga máxima es menor que el 20% del Delta

P de carga mínima

Apertura RápidaAmento del Delta P cuando aumenta la carga, cuando ElDeltaP a carga máxima es mayor que el 200% del Delta P

de carga mínima

LinealAmento del Delta P cuando aumenta la carga, cuando ElDeltaP a carga máxima es menor que el 200% del Delta P

de carga mínima

Estos son lineamientos generales , puede haber excepciones.

Selección de la característica para control de caudal

Característica InherenteRecomendadaUbicación de la

Válvula respectodel elemento de

Medición

Señal de mediciónde caudal alcontrolador

Proporcional alcuadrado del

caudal

Proporcional alcaudal

En By Pass(1)

En Serie

En By Pass(1)

En Serie

Variaciones Pequeñasdesde el Set Point pero con

variaciones grandes deDeltaP cuando se aumenta

la carga

Variaciones

grandes desde

el Set Point

Porcentaje igualLineal

Porcentaje igualLineal

Porcentaje igualPorcentaje igual

Porcentaje igualLineal

(1) Cuando la valvula se cierra la medición sube en el Transmisor

La válvula ideal para el control lineal sería la decaracterística inherente del mismo nombre, pero engeneral cuando esta se instala y según la relación depérdida de presión en la válvula respecto de la pérdidadinámica total en la línea, la característica instalada tiendea ser semejante a una válvula de apertura rápida.

Sin embargo que la deformación de la característica de laválvula porcentaje igual tiende a dar valoresaptos para el control en la zona central del recorrido delobturador. Con lo cual esta característica se hace laopción apropiada cuando la relación indicada es de valorpequeño