Coeficiente para dimensionamiento de Válvulas

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

INSTRUMENTACION Y CONTROL

CALCULO DEL FACTOR CV DE VÁLVULAS DE CONTROL PARA GASES Y VAPORES.

ALUMNO: RODRIGUEZ LUMBRERAS JOSE CARLOS

GRUPO: 8IV2

PROFESOR: ALFONSO DURAN PRECIADO

27 de Noviembre de 2013

Coeficiente para dimensionamiento de Válvulas

1) Cv: Indica el caudal de agua en galones/minuto, que pasa a través de la válvula completamente abierta y con caída de presión en ella de 1 psi.

2) Kv: Indica el caudal de agua en m3/hora , que pasa a través de la válvula completamente abierta y con caída de presión en ella de 1 Kg/cm2.

Teniendo en cuenta que en el punto de estrangulamiento del fluido:

Pérdida de presión (Kg/cm2)

Densidad del fluido (gr/cm3)

Coeficiente de descarga.

Se requiere que:

De la misma forma:

Galones por minuto.

Densidad relativa.

PSI

Válvulas para el Control de Procesos

FLUIDOS:

• Flujo Laminar------# Reynolds < 2000

• Flujo Turbulento-----# Reynolds > 4000

Corrección por Viscosidad

Para viscosidades superiores a 20 centistokes (20Cs) 0 200 saybolt ( 200 SSU), las medidas de viscosidad son dinámicas; es necesario introducir un factor de corrección R* al calcular el Cv o el Kv y obtener:

Se obtiene de tablas a partir de así:

Cuando Q está dado en m3/hora:

Cuando Q está dado en g.p.m : Cp= centipoise

Ejemplo:

Determinar la dimensión de la válvula que satisfaga las siguientes especificaciones:

- Caudal máximo : 10.000 litros/hora

- Peso específico : 0.95 a 38ºC

- Temperatura trabajo : 38ºC

- Caída de presión: 0.35 Kgr /cm2

- Viscosidad : 2800 ssu a 38ºC

Solución:

Se debe tener corrección por viscosidad:

La corrección por viscosidad es :

De tablas se obtiene el factor de corrección que corresponde para :

La caída de presión en la válvula debe ser menor o igual a la mitad de la presión de entrada.

De tablas se lee que se necesita una válvula de 2”.

Vaporización (Flashing)

El problema se presenta cuando se trabaja a temperaturas altas. Debido a la caída de presión en la válvula, a la salida de ella existe una caída de presión menor o igual a la presión de saturación del líquido a la temperatura de trabajo.

Para evitar el fenómeno de vaporización se procede:

1. Si la temperatura de entrada es inferior en 2.8ºC (5ºF), a la temperatura de saturación del agua, es decir: la pérdida máxima de carga admisible es:

Que es la máxima caída de presión admisible en la válvula.

2. Si la temperatura de entrada es inferior en más de 2.8ºC (5ºF), a la temperatura de saturación del agua, es decir:

la pérdida máxima de carga admisible es:

Donde, Ps es la Temperatura de saturación a la presión P1

Ps es la Presión de saturación correspondiente a la temperatura de entrada.

Cálculo de Válvulas para Gases

Se fundamenta en las expresiones deducidas para el KV y el CV .

En general para el cálculo de válvulas para manejar gases se utilizan las siguientes fórmulas:

Ts = Temperatura

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