CARACTERISTICAS DE LAS VALVULAS

8.1.7 CARACTERISTICAS DE LAS VALVULAS

El obturador determina la característica de caudal de la válvula, es decir, la relación que existe entre la carrera de obturador y el caudal de paso del fluido. Dicha relación se representa usualmente,  la carrera del obturador en el eje de las abscisas y el porcentaje de caudal en el eje de las ordenadas.

Características de caudal inherente

Las características de un fluido incompresible en condiciones de presión diferencial constante a través de la válvula se denomina CARACTERISTICAS DE CADAL INHERENTE.

Las curvas características más significativas son: apertura rápida, lineal e isoporcentual, siendo las más empleadas estas dos últimas.

Las curvas características se obtienen mecanizando el obturador para que al variar la carrera el orificio de paso variable existente entre el contorno del obturador y el asiento configure las características de la válvula.

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El obturador con característica de apertura rápida tiene a forma de un disco plano, con lo que el caudal aumenta mucho al principio de la carrera llegando rápidamente al máximo.[pic 2]

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En el obturador con características isoporcentual cada incremento en porcentaje de carrera del obturador produce un incremento porcentual igual en el caudal.

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La curva isoporcentual se caracteriza porque al principio de la carrera de la valvula, la variación de cauda es pequeña y al final, pequeños incrementos en la carrera se traducen en grandes variaciones de caudal.

Características de caudal efectivas

La mayor parte de las válvulas que trabajan en condiciones reales, la presión diferencial cambia cuando varia la apertura de la válvula por lo cual la curva real que relaciona la carrera de la válvula con el caudal se aparta de las características de caudal inherente. Esta nueva curva recibe el nombre de característica de caudal efectiva.

La variación de presión diferencial señalada depende de las combinaciones entre la resistencia de la tubería y las características de las bombas y tanques del proceso, esto se traduce en que una misma válvula instalada en procesos diferentes presentara una curva característica efectiva totalmente distinta.

Imagen

8.13c puede verse que la característica isoporcentual se desplaza gradualmente hacia una curva de característica lineal al ir disminuyendo r

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8.13d se aprecia que la curva característica inherente lineal se va aproximando a una curva de apertura rápida al ir disminuyendo el valor de r

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SELECCIÓN DE LA CARACTERISTICA DE LA VALVULA

Las curvas efectivas de las válvulas de control plantean un problema, el de la selección de la curva adecuada que satisfaga las características del proceso. Este punto no está suficientemente definido y es motivo de discusión constante motivada, en parte, por la falta de datos completos del proceso de los cuales se carece a menudo. Desde un punto de vista ideal, la característica efectiva de la válvula debe ser tal que el bucle de control tenga la misma estabilidad para todas las variaciones de carga del proceso.

[pic 7]

En el proceso de la figura 8.14a la ganancia total del bucle de control equivale al producto de las ganancias de proceso, del transmisor, del controlador y de la válvula de control, es decir:

[pic 8]

Dónde:

Δq = variación de caudal del fluido de control

Δv = incremento de la variable de proceso

Δt = incremento de la señal de salida del transmisor

Δs = incremento de la señal de salida del controlador a la válvula de control

Para facilitar el estudio dinámico, el transmisor y la válvula de control se consideran incluidos dentro del proceso con lo cual la expresión anterior pasa a:[pic 9]

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Si en algún caso la característica de la válvula no es la adecuada para el proceso del controlador, puede acudirse a sustituir el obturador o bien a emplear un posicionador con levas adecuadas o dispositivos electrónicos que modifiquen la característica.

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Por otro lado, hay que hacer notar que la válvula isoporcentual tiene una rangeabilidad superior a la de la válvula lineal (50:1 la primera contra 15:1 la segunda)

Así, pues, la elección se centra fundamentalmente en la válvula lineal o en la isoporcentual. En general, podemos afirmar que las válvulas más empleadas es la isoporcentual, en particular cuando el comportamiento dinámico del proceso no es bien conocido.

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8.1.9 Accesorios

La válvula de control puede tener acoplados varios tipos de accesorios para realizar funciones adicionales de control. Entre los mismo se encuentran los siguientes:

Camisa de calefacción:

Para los fluidos que exigen una temperatura mínima de trabajo (superior a la ambiente), por debajo de la cual se destruyen o se solidifican haciendo imposible el trabajo normal del proceso, es necesario disponer de camisas en el cuerpo o bien incluso en la tapa para permitir la entrada de vapor de calefacción.

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Volante de accionamiento manual:

Se utiliza en caso en que se exige máxima seguridad de funcionamiento de una instalación y el proceso debe continuar trabajando, independientemente de las averias que puedan producirse en el bucle de control, es necesario mantener un control de la apertura de la válvula de condiciones de fallo de aire.

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Repetidor:

Reduce el tiempo de transmisión de la señal en el bucle de control. El repetidor es esencialmente un convertidor P/P (presión neumática a presión neumática) a razón de 1:1, alimentado con aire con un volumen de entrada muy pequeño y con una gran capacidad de entrega de caudal de aire.

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