1.3.3 dimensionamiento de valvulas de globo

7/24/2019 1.3.3 Dimensionamiento de Valvulas de Globo

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INSTITUTO TECNOLGICO DE ACAPUINGENIERIA BIOQUMICA

INSTRUMENTACIN YCONTROL1.3.3 Dimensionamieno

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Introduccin

El aspecto mas importante de una vlvula de control consisteefectuar lo que se denomina dimensionamiento dimensionado de la vlvula. Este es el parmetro mimportante de la vlvula, ya que va a medir su capacidad,como sus principales caractersticas.

En el dimensionado de la vlvula aparecen como el caudal va a circular, la cada de presin existente y algunas de

propiedades ms destacables de los uidos como la densidad


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!lvula de globo

"as vlvulas tipo globo a diferenci

de compuerta, permiten aplicarlasde uidos y reali#an un cierre $ermcuenta con un asiento exible.

En las vlvulas globo, el uido $amovimiento de columpio dentro doel embolo que regula cuanto uidopor la vlvula.

"as vlvulas globo tienen la ventapero tienen la desventa'a de que aparte del uido para regularlo, gende presin


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El dimensionamiento de una vlvula de control se puede de(nircomo el procedimiento mediante el cual se determinamatemticamente el llamado coe(ciente de u'o de la vlvula, )v.El m%todo )v es muy aceptado a nivel industrial entre losfabricantes de vlvulas. *na ve# calculado el coe(ciente )v yconociendo el tipo de vlvula que se va utili#ar, el ingeniero puedebuscar el tama+o de la vlvula en el catalogo del fabricante.

El coe(ciente )v se de(ne de la siguiente forma

Caudal de agua en galones USA por minuto a la temperatura de 60 F (15,5C) que pasa a travs de la v!lvula en posi"i#n "ompletamente a$ierta % "onuna perdida de "arga de una li$ra por pulgada "uadrada (psi)&

-imensionamiento de vlvulascoe(cientes )vy v


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/ pesar de que el m%todo )v para dimensionamiento de valvuencuentra bastante estandari#ado, existen algunas diferencias ecuaciones de calculo de un fabricante a otro.

En aquellos pases que emplean unidades m%tricas se suele u

tambi%n el coe(ciente v, que la norma internacional IE)0123sobre !lvulas de )ontrol de 8rocesos Industriales de(ne del sigmodo

Caudal de agua a '0 C en m* que pasa a travs de la v!lvula a una apedada % "on una perdida de "arga de 1 $ar (105+a)(1,0' g"m')&

"a equivalencia entre los coe(cientes v y )v para la vlvula totalmabierta es

v9 :.612 )v;m2 v;galones


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?angeabilidad de una vlvula

@e de(ne como la relacin del u'o mximo y el mnimo que puedvlvula. "a rangeabilidad de las vlvulas varia dependiendo del tipvlvula usado. 8or e'emplo, la rangeabilidad de las vlvulas de glo2:4 a 1:4, por lo general. / lo anterior se le denomina rangeabil

Aan importante como esta Bltima, es la rangeabilidad instalada u ose de(ne como la relacin entre rangeabilidad y cada de presin

Ro / 01 2405P15P26127

En dondeC q4 es el u'o inicial

C qDes el u'o (nal

C 84 es la cada de presin a trav%s de la vlvula

C 8D es la cada de presin (nal


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Ecuacin para dimensionar unavlvula

"a E,%a,i8n 9%n!amena$ para dimensionar una vlvula d

que se utili#a con lquidos es la que se indica a continuaci

v m3/h

@iendo

v9 )oe(ciente de la vlvula

F9 caudal mximo de liquido ; m2


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8erdida de carga

"a vlvula de control debe absorber , necesariamente, ucarga para poder mantener controlado el sistema en cualqde operacin

"a "a-da de presi#n o prdida de "arga p de la tubera debe cuando el campo de variacin del caudal es amplio y debcuando las variaciones de caudal son peque+as. @i la p%rprovocada por la vlvula es slo un peque+o porcenta'e de ldel sistema, la vlvula pierde rpidamente su capacidad pulteriormente el caudal. )uando p es de valor adecuado,control es ms peque+a que el dimetro de la tuberinstalada. @i as no resultase en el clculo, es necesario revispartida y las operaciones efectuadas


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)audal mximo

El caudal mximo de clculo de la vlvula de control debe ser el 441H del

caudal mximo si este dato es conocido y el 41:H si el dato del proceso esaproximado. Este aumento constituye un factor de seguridad para evitar quela vlvula tenga que regular en una posicin extrema de completa apertura oprxima a ella.

@i se conocen los caudales normal y mximo, un criterio prctico es

)audal de clculo 9 )audal normal 4,32

)audal de clculo 9 )audal mximo 4,4

-e este modo, la vlvula traba'a en los D


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-ensidad

En las frmulas del caudal, el coe(ciente de la vlvula es pla ra# cuadrada de la densidad. @i en un lquido no se conodensidad real puede estimarse su valor con un efecto casi en el clculo de la capacidad de la vlvula. 8or e'emplo, unde :,5 en lugar de :,6 da lugar a un error menor del 1H enel caso de un gas, la densidad en condiciones normales detemperatura ;4 atmsfera y 41 J)= se calcula fcilmente d

peso molecular por D5.


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Aama+o de la vlvula

)uando se selecciona una vlvula existe el peligro desobredimensionarla. En efecto, al establecer la capacidad un 41H o un 1:H superior al caudal mximo, y elegir su taconsultando las tablas del fabricante, se escoge la correspo )v superior al que resulta del clculo. Esto $ace que la vms sobredimensionada cuanto mayor sea el tama+o, sienpromedio del 3:H.


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)orreccin de viscosidad

"a viscosidad es una medida de la resistencia del uido q)uando el liquido tiene una viscosidad superior a 32 centist4:: @aybolt ;@@*=, el r%gimen del uido pasa a ser prlaminar, en lugar de ser turbulento, con lo que es necesariovalor de v. Esto ocurre usualmente a ba'os valores del ?eynolds.

"a frmula de clculo de la vlvula pasa a ser

v


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/plicacin practica

)alcular el v de la vlvula para las siguientes condicionde traba'o

)audal mximo9 4D:::: l


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@olucin

/plicando la ecuacin general del coe(ciente para lquidos

v m3/h

El caudal $ay que convertirlo en m2


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)onclusin

"a importancia de determinar el tama+o una v

radica en obtener un bene(cio t%cnico econmicque un subdimensionamiento trae por consecuemala operacin de la#o de control y p%rdidas eproduccin, aunque sea el costo de la vlvula m8or otro lado, un sobredimensionamiento producesubutili#acin en el traba'o de la vlvula, los asie

al traba'ar muy pegados deterioran con mayor rapy por consecuencia aumenta el costo de la vlvula

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