Característica De Una Válvula De Control

MARCO TEÓRICO

La selección de una válvula de control se hace tomando en cuenta los siguientes factores:

Definición de la función de la válvula en el proceso.

Características del fluido que circula por el sistema: presión, temperatura, volumen, viscosidad, densidad, propiedad corrosiva.

Tamaño de la válvula.

Característica inherente de la válvula.

Costo, facilidades de instalación y mantenimiento, etc.

Dimensionamiento o Tamaño de la Válvula de Control

Cuando se ha obtenido la asignación de la caída de presión a la válvula con la carga disponible en la bomba, se puede determinar el tamaño de la válvula de control. El tamaño de la válvula viene especificado por el coeficiente Cv (coeficiente de descarga) de la misma, el cual es definido como un índice de capacidad que señala el caudal de agua a 60°F, medido en G.P.M, que pasará por la válvula totalmente abierta con una diferencia de presión de Y psi entre la entrada y la salida de la válvula.

El coeficiente Cv se calcula entonces experimentalmente mediante la ecuación de flujo:

Q=f(x)Cv√(∆P/Ge)

Donde:

Q: Cantidad de flujo en G.P.M.

Cv: Coeficiente de flujo de la válvula.

f(x): Característica inherente.

∆P: Caída de presión a través de la válvula.

Ge: Gravedad específica del líquido.

La ecuación anterior se aplica en la mayor parte de los cálculos del coeficiente de descarga para líquidos. Hay factores de corrección adicionales para la configuración de la tubería, para flujo estrangulado y número de Reynolds.

Característica inherente de la Válvula de Control

El obturador determina la característica de caudal de la válvula, es decir, la relación que existe entre la posición del obturador y el caudal de paso del fluido. La característica de un fluido incomprensible fluyendo en condiciones de presión diferencial contante a través de la válvula se denomina característica de caudal inherente y se representa usualmente considerando como abscisas el porcentaje de caudal máximo bajo una presión diferencial constante y como ordenadas la carrera del obturador de la válvula.

La caracterización del flujo en la válvula tiene como objetivo principal indicar como varía la ganancia en la válvula para compensar los cambios en la ganancia del proceso cuando cambian las cargas. Así, una válvula de alta ganancia tiene un cambio grande en el flujo con un cambio pequeño en la posición del elemento.

Las curvas características se obtienen mecanizando el obturador para que al variar la carrera (x), el orificio de paso variable existente entre el contorno del obturador y el asiento configure la característica de la válvula. Las curvas características pueden ser de los siguientes tipos:

Característica lineal: f(x)=x

Característica de raíz cuadrada: f(x)=√x

Característica hiperbólica: f(x)=1/(∝ -x(∝-1))

Característica de igual porcentaje: f(x)=∝^(x-1)

Característica de apertura rápida: f(x)=∝x

Donde ∝ se define como la rangoabilidad de la válvula para mantener una característica dada, se obtiene mediante:

∝=(Máximo Flujo Controlable)/(Mínimo Flujo Controlable)

En el siguiente gráfico se presentan estas curvas características que permiten especificar una válvula de control por la configuración del trim (conjunto asiento, obturador y vástago).

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Equipos a utilizar

Banco de prueba compuesto por un sistema de tuberías, tanque de suministro, válvula manual, válvula de control con actuador neumático, indicador de presión,

...