Curso Válvulas de Control. AADECA 2005 Ing. Eduardo Néstor Álvarez Primer Aplicación

Transcripción

1 Curso Válvulas de Control AADECA 2005 Ing. Eduardo Néstor Álvarez Primer Aplicación

2 Ejercicio Circulación de Agua a 27ºC 300ºK Diferencia de alturas en cañería 80 m Longitud Cañería 310m Elegir Válvula de control

3 Energía Disponible Rango propuesto

4 Pérdidas en la Válvula

5 Ejercicio paso 1 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

6 Ejercicio paso 1 busqueda de datos 0,9964Kg/dm3 Se puede interpolar entre 25 y 30 el valor para 27 ºC

7 Ejercicio paso 1 busqueda de datos Tabla A2a Página A4 Viscosidades de varios líquidos Viscosidad del Agua a 300K aproximadamente 0.87 cp Pascal.seg

8 Tabla A49 factor K para varios accesorios factor del codo normal K= 30ft Ejercicio paso 1 busqueda de datos Longitud equivalente del codo K = f. L/D L = K. D/f L = 30. f.d/f L = 30 D

9 Ejercicio paso 1 busqueda de datos B 21 Datos de Cañerías Comerciales Diámetro interior de la Cañería de

10 Ejercicio paso 1 busqueda de datos Tabla B16 Velocidades en m/s, caudales y pérdidas en cañerías Sch40 Para m/s

11 Velocidades Economicas Ejercicio paso 1 busqueda de datos

12 Con una velocidad inicial de prueba de 2.97 m/s sacamos Q Ejercicio paso1 busqueda de datos Q = Coef. V Sección Q Q Q = = = Coef Coef Coef d 2. V π m s m (0.0779) π 4 3 seg 2

13 Ejercicio paso 1 Sacamos el Número de Reynolds haciendo temporalmente Coef =1 Re = V.D/ν busqueda de datos V = 2,97 m/s D = 0,0779 m mu = 0,87 cp = Pascal Seg Nnu = mu / densidad = 2.97 *0.0779/(0,0873/996,4 Kg/m3) Re = (es adimensional)

14 Tabla A23a Factores de Fricción púberías de acero comerciales limpias f = para Reynolds Ejercicio paso 1 busqueda de datos

15 Caudal Ejercicio paso 1 busqueda de datos Los parámetros elegidos corresponden a un caudal de: Q = V. π. D 2 /4 = =2.97*3.14*(0.0779) 2 /4 Lo que convenientemente transformado nos da aprox 849 lts/min

16 Ejercicio paso 1 busqueda de datos Vimos que el K del codo es 30 f La pérdida de carga en el codo será P = ρ K V 2 /2 donde K = 30 f Reemplazando por cada codo es P = 996 kg/m 3 *30*0.019* (2.97) 2 m 2 /2seg 2 P = 2504 Pascales En cuatro codos Pcodos = 10015Pascales

17 Pérdida en la línea Ejercicio paso 1 busqueda de datos Aplicamos DARCY P = ρ*f * (L/D)*( V 2 /2) P = 996 kg/m3*0.019*310 m*(2.97) 2 (m/s) 2 /2*0.0779m Lo que Resulta P = Pascales

18 Pérdida en La Válvula Pérdida necesaria en la válvula: P válvula = ρ*g*(h2-h1) - Pérdidas Fricción P válvula = ( ) Pa = Pa

19 Presiones en bridas Ejercicio paso 1 busqueda de datos Consideremos esto a caudal máximo o sea a máxima velocidad o sea a 2,97 m/s Consideremos la válvula colocada a mitad de la línea, la presión de entrada es la máxima menos las pérdidas en esa primer mitad

20 Presiones en bridas P 1 = ρ*g*(h2-h1) - Pérdidas por fricción/2 P 1 = ( ) Pa P 1 = Pa P 2 = P 1 P válvula = ( ) Pa P 2 = Pa

21 Cálculo del CV C V = Q / {N1.Fp.[(P 1 -P 2 )/Gf ]½} N1 para presión en bares y caudal en m3/h es Tomemos en primer aprox Fp = 1 Q = 51,11 m 3 /h 849 l/min 224 gpm P 1 P 2 = P válvula = ( ) Pa = Pa = 4.39 bar Gf = 0,996 Cv necesario = 30.33

22 Veamos una Válvula Cv = 30.3 Vemos la DN 50 2 Port 1,5 con Cv Max 30,5

23 Determinación del caudal límite Q máx Q máx = N1 x F L x C V x((p 1 -F F x Pv )/G F )½ Donde : F F = 0,96 0,28 x (Pv / Pc )½ Pv / Pc = relacion entre presión de vapor y presión crítica(abs)

24 Determinación del caudal límite Q máx Q máx = N1 x F L x C V x((p 1 -F F x Pv )/G F )½ Donde : F F = 0,96 0,28 x (Pv / Pc )½ Pv / Pc = relación entre presión de vapor y presión crítica(abs) Pv << Pc por lo que F F = 0.96

25 Determinación del caudal límite Q máx F L = 0.9 (DATOS DEL FABRICANTE) Pv<< 1 Por lo tanto Qmax = 0,865 *0,9*30,5*(6,1) 1/2 = 58,64 m 3 /h Como es mayor que el nuestro estamos sin flujo ahogado.

26 Verificación de Fp Como hemos usado una válvula de 2 en una cañería de 3 habrá un Fp distinto de uno como supusimos para simplificar, veamos cuanto se aparta nuestro cálculo Σ + = d C N v K Fp

27 Verificación de Fp N2 constante que depende del sistema de unidades y está tabulada En nuestro Caso N2 = 890 d diámetro nominal de la válvula Cv coeficiente de flujo de la válvula ΣK = K1+K2+KB1-KB2

28 Verificación de Fp KB1 = Coeficiente de Bernoulli de la entrada K B1 = 1-(d/Di) 4 KB2 = Coeficiente de Bernoulli de la Salida K B2 = 1-(d/Do) 4 En este caso son iguales y por consiguiente se anulan

29 Verificación de Fp K1 = Coeficiente de pérdidas por rozamiento de los accesorios ubicados aguas arriba inmediatamente sujetos a la válvula. K2 = Idem K1 pero aguas abajo.

30 Verificación de Fp = D d K = D d K Para Válvulas Instaladas entre dos Reductores iguales

31 Verificación de Fp ΣK Entonces Resulta = d D 2 2 Por último reemplazando todos los valores Fp = (Cv Nec = 30.3/ =29.85)

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