PRESENTACIÓN VÁLVULAS DE CONTROL

VÁLVULAS DE CONTROL

VÁLVULAS DE CONTROL TEMARIO • Conceptos Básicos y Terminología

• Tipos de Accesorios.

Válvulas,

Actuadores

• Selección y Dimensionamiento

y

VÁLVULAS DE CONTROL

¿Qué es una válvula de control?

VÁLVULAS DE CONTROL Algunos conceptos típicos: Mecanismo capaz de regular el paso de un fluido de acuerdo al requerimiento del controlador. Es un elemento final de control, varía el caudal del fluido de control, modificando el valor de la variable controlada comportándose como un orificio de área variable.

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ACTUADOR

VÁLVULA DE CONTROL ENSAMBLAJE DEL CUERPO

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ESQUEMA DE CONTROL DE FLUJO BÁSICO

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BANDA MUERTA

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VÁLVULAS DE CONTROL • GANANCIA: Término de aplicación gral. Indica la relación entre el cambio de magnitud en la salida respecto a la magnitud de la entrada que produjo el cambio. Estática o Dinámica. • GANANCIA INHERENTE DE VÁLVULA, INSTALADA DE VÁLVULA, DE LAZO, DE PROCESO. • RANGOABILIDAD

VÁLVULAS DE CONTROL Característica de Flujo de la Válvula = Porcentaje de Flujo Máximo vs. Porcentaje de Recorrido del Obturador

VÁLVULAS DE CONTROL • Característica de Flujo Inherente ó Instalada: Lineal, Igual Porcentaje o Isoporcentual, Apertura Rápida. • Partes de la Válvula: Cuerpo, Trim: Tapón, obturador o miembro de cierre, jaula, asiento, puertos, Bonete o Casquete, Actuador, Posicionador, otros accesorios.

VÁLVULAS DE CONTROL Bonete y Cuerpo de la Válvula de Control

VÁLVULAS DE CONTROL Partes de un Actuador, caso acción inversa

VÁLVULAS DE CONTROL Coeficiente de Flujo (Cv): Llamado también capacidad de la válvula. Es un factor constante relacionado a la geometría de la válvula en función del recorrido dado por el obturador. Está establecido como el número de galones por minuto (gpm) a 60°F que pasarán a través de la abertura de la válvula con una caída de presión de 1 PSI a través de la misma.

VÁLVULAS DE CONTROL Símbolos y Terminología utilizadas en las ecuaciones para los cálculos en la selección de válvulas de control

VÁLVULAS DE CONTROL Característica de Flujo de la Válvula de acuerdo a la forma del Tapón Obturador

Característica de flujo iso-porcentual en la válvula, la cual implica que para incrementos iguales de movimiento, operación o viaje de la válvula, se producen cambios de igual porcentaje en el coeficiente de flujo o capacidad de la válvula (CV).

VÁLVULAS DE CONTROL Característica de Flujo de la Válvula de acuerdo a la forma del Tapón Obturador

Característica inherente de flujo lineal que puede ser representada como una línea recta en una gráfica cartesiana o rectangular que relacione el coeficiente de flujo (CV) respecto al porcentaje de obturación o apertura. Por lo tanto, iguales incrementos/decrementos del porcentaje de movimiento u operación de la válvula producirán incrementos/decrementos iguales del coeficiente de flujo (CV).

VÁLVULAS DE CONTROL Característica de Flujo de la Válvula de acuerdo a la forma del Tapón Obturador

Característica inherente de flujo apertura rápida en la cual un coeficiente de flujo (CV) máximo es alcanzado con mínimo accionamiento del obturador en su movimiento de apertura.

VÁLVULAS DE CONTROL Característica de Flujo de la Válvula de acuerdo a la forma de la Jaula

VÁLVULAS DE CONTROL FACTOR DE RECUPERACIÓN O RECOBRO (CF) Según ISA, FL. Se refiere a la capacidad de la válvula de control de recuperar un nivel de presión de operación adecuado para el proceso, aguas abajo del orificio de control. Viene determinado por la geometría del cuerpo de la válvula. CF = SQRT(P1-P2/P1-Pvc)

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Valores de Cf y Kc (coeficiente de cavitación incipiente) de acuerdo a la geometría interna de la válvula. Modelos MASONEILAN

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VÁLVULAS DE CONTROL PERFIL DE VELOCIDAD Flujo

P1

P2 Vena Contracta

V1

V2

VÁLVULAS DE CONTROL CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Flujo

P1

P1

V1

P2

P2

V2

VÁLVULAS DE CONTROL LA PRESIÓN DE VAPOR SE DA EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA

P > Pv

Fase Líquida

P < Pv

Fase Gaseosa (Vapor)

VÁLVULAS DE CONTROL CAVITACIÓN Flujo

P1

P2

P1 P2 Pv

VÁLVULAS DE CONTROL CAVITACIÓN

La cavitación se produce cuando la caída de presión a través de la válvula se hace inferior a la presión de vapor del fluido (Pv) formándose burbujas en el fluido por efectos del cambio de fase, una vez pasado el punto de la vena contracta, al recuperarse la presión en la salida si ésta vuelve a superar la Pv, las burbujas colapsan o implosionan produciendo ráfagas de altas velocidades debido a la liberación de energía, las cuales erosionan los componentes del trim, a corto plazo la cavitación hace inoperable la válvula. Igualmente se produce un ruido hidrodinámico parecido al sonido como de grava chocando con las paredes internas del cuerpo de la válvula.

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VÁLVULAS DE CONTROL CAVITACIÓN

VÁLVULAS DE CONTROL FLASHING Flujo

P1

P2

P1

Pv

P2

VÁLVULAS DE CONTROL FLASHING El Flashing ocurre de manera similar a la cavitación con la diferencia que la presión no se recupera más allá de la presión de vapor (Pv). Lo anterior implica que las burbujas formadas por el cambio de fase permanecen en el fluido y debido a las altas velocidades, estas burbujas van a producir un desgaste en los componentes del trim y del cuerpo de la válvula como si fuera un fino “sandblasting” a través del tiempo. El ruido generado no es un factor de consideración cuando ocurre el flashing. El control de la válvula en condición de flashing es inefectivo, ya que se está en una situación de flujo ahogado.

VÁLVULAS DE CONTROL FLASHING

P2

P1

v