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Cálculo del área de alivioCálculo del área de alivio

Cálculo del área de alivio de la PSVCálculo del área de alivio de la PSV

1

12520 .

1

k

kC k

k

k

k-12Gas o vapor - Flujo sonico : p2 < p1

k+1

13160.W T.z 35250.V. T.z.MA=

C.Kd.P1.Kb.Kc M C.Kd.P1.Kb.Kc

A= mm2

Kd=Coef de descarga .

Típico: 0.975 para válvulas

0.62 para disco ruptura

p1= Kpa abs

T= Kelvin

W= kg/h

V= Nm3/min (15°C y 1 atm)

Kb= corrección por backpressure

(valvulas de fuelle balanceado)

Kc= corrección si se instala PRV + disco de ruptura (= 0.9, si no =1)

Cálculo del área de alivio de la PSVCálculo del área de alivio de la PSVEn una válvula balanceada, si la contrapresión es grande, también aparecen fuerzas no balanceadas que pueden limitar el recorrido del disco, y esto tiene un efecto sobre la capacidad.Se debe corregir el caudal en función de la contrapresión con un coeficiente Kb


2 2

(k-1)/k2/k

Flujo subcritico - gases o vapores

Valvula convencional (sin fuelle) o valvula operada por piloto

17.9.W z.T 47.95.V z.T.MA=

F .Kd.Kc M.p1.(p1-p2) F .Kd.Kc p1.(p1-p2)

k 1-rF2= .r

k-1 1-r

r = p2/p1

A= mm2Kd=Coef de descarga . Típico: 0.975 para válvulas 0.62 para disco rupturap1= Kpa absT= KelvinW= kg/hV= Nm3/min (15°C y 1 atm)Kc= corrección si se instala PRV + disco de ruptura (= 0.9, si no =1)


11.78.Q GA=

Kd.Kw.Kc.Kv p1-p2

Líquidos:

Kd= Coef. de descarga. Como valor preliminar tomar 0.65 para PRV o 0.62 para disco rupt.

Actualmente el Código ASME VIII Div 1 requiere un ensayo certificado

p1: Presión de set + acumulación (Kpag)

P2: backpressure (Kpag)

G= Gravedad específica

Q= litros/min

Kc= 1 si sólo se instala la válvula

0.9 si se instala en combinación con disco de ruptura


1

0.5 1.5

Kv=correccion por viscosidad=

2.878 342.75= 0.9935+ +

Re Re

Q.(18800G)Re=

μ A

Requiere una estimacion previa de A

Kw= Corrección por backpressure (solo para válvulas de fuelle balanceadas)

Líquidos (continuación)


.11.78.Q G

A=Kd.Kw.Kc.Kv.Kp 1.25p-p2

Líquidos (continuación)

Si no se requiere certificación de Kd

El efecto de la sobrepresión sobre el coeficiente de descarga se incluye en el coeficiente Kp

P es la presión de set (sin incluir acumulación)


Líquidos descargando a una temp Líquidos descargando a una temp superiora su punto de burbuja superiora su punto de burbuja (flashing)(flashing)

Ejemplo: Sobrellenado de una esfera de Ejemplo: Sobrellenado de una esfera de LPG: El fluido descarga como líquido LPG: El fluido descarga como líquido pero flashea dentro de la válvula al pero flashea dentro de la válvula al reducirse la presiónreducirse la presión

2 2 p22 1p1

22

2 2 2

2

2p

2

Balance de cantidad de movimiento

v -vg.Δz .dp + F + W=0

2v= velocidad vol.especifico

en una tobera sin friccion (isoentropica)

v1=0 z=0 W=0 F=0

W.Wv =

A .ρ A

W.1

2 A

v

v

v

vv

p2

1

1/ 2p2

p1

2 2

.dp

2. .dpW

A

v

v


1/ 2p222 p1

2

W.v 2. .dp

A

vv

La integral se debe calcular siguiendo una isoentrópica

La presión final no se conoce. Es la presión que existe en el momento que se alcanza la velocidad sónica

Método 1: Partiendo de la presión p1 se va disminuyendo la presión y se calcula el valor de la integral para cada p2. El valor de presión que hace máxima la expresión corresponde a la velocidad en la garganta

Método 2: Calcular para cada p2 la velocidad del sonido

y parar al alcanzar ese valor

sp

vρ s cte

Líquidos descargando a temp superior a su punto de burbuja (continuación)


2v=Δi v= 2. i (1)

2

Se toma la densidad de la mezcla que informa el programa

ρ.vG


Cálculo con Hysis:Simular un expansor con la corriente de entrada igual a la condición del recipiente ydistintas presiones de salida (elegir una expansión adiabática con eficiencia 1)(El trabajo del expansor por unidad de masa, en una tobera isoentrópica sería la variación de energía cinética)

Así se tiene la variación de velocidad, densidad y relación V/L a lo largo de la tobera



Se determina si en algún punto se da alguna de las siguientes condiciones

a) Se alcanza la contrapresión de descarga (flujo subsónico)

b) Se alcanza la velocidad del sonido. La velocidad del sonido se calcula en cada sección de la tobera como

sp

v (2)ρ s

(Para calcular ∆p y ∆ρ se toman los valores en dos intervalos consecutivos)

c) Comparar los valores de velocidad calculados con (1) y (2). Si se alcanza la condición, calcular el área de la tobera como

Area= W/ (Gs. 0.975)

(0.975 es un factor de corrección del API)


Orificios normalizadosOrificios normalizados DD 0.11 i0.11 i22 QQ 11.05 i11.05 i22

EE 0.196 i0.196 i22 RR 16 i16 i22

FF 0.307 i0.307 i22 TT 26 i26 i22

GG 0.503 i0.503 i22

HH 0.785 i0.785 i22

JJ 1.33 i1.33 i22

KK 1.83 i1.83 i22

LL 2.85 i2.85 i22

MM 3.6 i3.6 i22

NN 4.34 i4.34 i22

PP 6.38 i6.38 i22

Un mismo tamaño de cuerpo puede tener varios tamaños de orificio

Seleccionar de catálogo según el rating de la brida de entrada

Designación: Ej: 2E6

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