Válvulas de Control AADECA. Ing. Eduardo Néstor Álvarez Pérdidas de Carga

Transcripción

1 Válvulas de Control AADECA Ing. Eduardo Néstor Álvarez Pérdidas de Carga

2 LA VÁLVULA DE CONTROL ESTRANGULA EL PASO DE FLUIDO, PROVOCA UNA PÉRDIDA DE PRESION. DARCY ' P = )*f * (L/D)*( V 2 /2g) f = factor de Fricción L = Longitud de Cañería D = Diámetro de Cañería V = Velocidad del Fluído g = Aceleración de la Gravedad

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4 Zona de Trabajo Valvula

5 El Régimen de Circulación de Fluído puede ser Laminar o Turbulento y se caracteriza por El número adimensional de Reynods. Re = V* D/; = Coeficiente *Q / (D*;) D = Diámetro de la Cañería Re = número de Reynolds V = Velocidad ; = Viscosidad Cinemática (Stokes)

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7 Diagrama de factores de fricción (Moody) DIAGRAMA DE FACTORES DE FRICCION (MOODY)

8 La Pérdida de Presión es Clave para Controlar el Flujo. La Pérdida de Presión en la Válvula como en cualquier 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 el recorrido es corto tiene menos peso en esta Caida de Presión

9 La Pérdida de Presión se calcula Como lo indican los fabricantes de Válvulas o mediante el coeficiente K. Ver bibliografía. DARCY ' P = )*f * (L/D)*( V 2 /2g) Pérdida en accesorio ' P = )* K *( V 2 /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

10 Perdidas de Carga en Accesorios

11 Perdidas de Carga en Accesorios

12 Perdidas de Carga en Accesorios

13 Perdidas de Carga en Accesorios

14 Perdidas de Carga en Accesorios

15 Perdidas de Carga en Accesorios

16 Perdidas de Carga en Accesorios

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18 Ejercicio Circulación de Agua a 27ºC 300ºK Diferencia de alturas en cañería 220 m Longitud Cañería 310m Elegir Válvula de control

19 Paso 1 Busqueda de Datos Asumimos 300 ºK o sea 27ºC Tabla de Propiedades Físicas del Agua Libro Flujo de Fluídos CRANE A10 Mc Graw Hill Sacamos la densidad a esa temperatura 0,9964Kg/dm3 Tabla A2a Pagina A4 Viscosidades de varios líquidos Viscosidad del Agua a 300K apoximadamente 0.87 cp Tabla A49 factor K para varios accesorios factor del codo normal K= 30ft Tabla B4 Viscosidades Equivalencias. Tabla B16 Velocidades en m/s, caudales y pérdidas en cañerías Sch 40 B 21 Datos de Cañerías Comerciales Diametro interior de la Cañería de mm Ejercicio

20 Con una velocidad inicial de prueba de 2.1 m/s sacamos Q Ejercicio Q = Coef. V Sección Q Q Q = = = Coef Coef Coef. V 4 2.1m s d m (0.0779) 4 seg 2

21 Sacamos el Número de Reynolds haciendo temporalment Coef =1 Re = V.D/; = /(0.87/ Kg/m3) Re = (es adimensional) Ejercicio Tabla a49 Factores de Fricción tuberias comerciales limpias para Reynolds

22 Ensayo Dinámico de Válvulas en Laboratorio

23 Relación Cv Kv K = C d 2 V C v = 29,9 d K 2

24 Características Inherentes VARIACIÓN DE FLUJO EN FUNCIÓN DE LA ELEVACIÓN DEL VÁSTAGO COMO FRACCIÓN DE LA ELEVACIÓN MÁXIMA PARA UN DELTAPRESION CONSTANTE

25 Características Instaladas Cuando la Válvula actúa modifica el Delta P que ve en el proceso por lo cual la característica difiere de la inherente que es a DeltaP constante

26 Selección de la característica para Nivel de Líquidos Relación de Delta P con la carga Delta P constante Disminución del Delta P cuando aumenta la carga, cuando El DeltaP a carga máxima es mayor que el 20% del Delta P de carga mínima Disminución del Delta P cuando aumenta la carga, cuando El DeltaP a carga máxima es menor que el 20% del Delta P de carga mínima Amento del Delta P cuando aumenta la carga, cuando El DeltaP a carga máxima es menor que el 200% del Delta P de carga mínima Amento del Delta P cuando aumenta la carga, cuando El DeltaP a carga máxima es mayor que el 200% del Delta P de carga mínima Característica inherente recomendada Lineal Lineal Porcentaje Igual Lineal Apertura Rápida Estos son lineamientos generales, puede haber excepciones.

27 Selección de la característica para control de caudal Señal de medición de caudal al controlador Ubicación de la Válvula respecto del elemento de Medición Característica Inherente Recomendada Variaciones grandes desde el Set Point Variaciones Pequeñas desde el Set Point pero con variaciones grandes de DeltaP cuando se aumenta la carga En Serie Lineal Porcentaje igual Proporcional al caudal En By Pass (1) Lineal Porcentaje igual Proporcional al cuadrado del caudal En Serie En By Pass (1) Lineal Porcentaje igual Porcentaje igual Porcentaje igual (1) Cuando la valvula se cierra la medición sube en el Transmisor

28 La válvula ideal para el control lineal sería la de característica inherente del mismo nombre, pero en general cuando esta se instala y según la relación de pérdida de presión en la válvula respecto de la pérdida dinámica total en la línea, la característica instalada tiende a ser semejante a una válvula de apertura rápida. Sin embargo que la deformación de la característica de la válvula porcentaje igual tiende a dar valores aptos para el control en la zona central del recorrido del obturador. Con lo cual esta característica se hace la opción apropiada cuando la relación indicada es de valor pequeño