VALVULA DE CONTROL

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

LEISY SÁNCHEZ DORIA

JAVIER JOSÉ ROMERO

MARÍA JOSÉ CORMANE

FABIÁN GUTIÉRREZ

CONTROL DE PROCESOS

PhD. Juan Bernardo Restrepo

Facultad de Ingeniería Química

BARRANQUILLA

2020

Válvulas de control

¿Que es una válvula de control y cual es su uso?

Las válvulas de control son sistemas que se encargan del regula miento de los flujos para mantener en control las variables a controlar. Esta actúa en línea de proceso como resistencia variable; debió al cambio que se proporciona en su apertura, la resistencia de flujo es modificada y, de esta forma, el mismo flujo1. Por otro lado, las válvulas de control se describen esquemáticamente como un mecanismo que se compone de dos partes para su funcionamiento, estas partes son: el actuador y el cuerpo de la válvula. El actuador es la parte superior de la válvula que encierra el diafragma y el resorte adjunto. Mientras que el cuerpo de la válvula o también llamado asiento es el bloque en la cual a través de ella se mueven los fluidos desde la entrada hasta la salida con un flujo que depende del tamaño de la abertura que esta permitido por el vástago y su plomada2. Como se muestra en la siguiente figura 1.

[pic 1]

Figura 1. Esquema de una válvula de control

Reguladores: los reguladores son sistemas inteligentes que se componen de una entrada de un sensor, una salida de regulación y normalmente de un indicador digital.

Actuadores: los actuadores son aquellos sistemas que se encargan de controlar el suministro de la energía al proceso en sí, esto a partir de la orden recibida por el regulador. aunque tiene como consecuencia, la activación o desactivación elemental final del control, es decir, la válvula.

Tipos y usos de las principales válvulas de control

Las válvulas obstan por tener diversas formas y manejo, entre las más importantes esta la válvula de globo. Esta válvula se caracteriza por tener un actuador en la cual se desplaza el vástago y el macho esto para abrir y cerrar la válvula. El actuador que por lo general se utilizan en estos tipos de válvulas es el neumático, el cual este tiene una cubierta con un diafragma que se divide en dos compartimientos. Este diafragma junto con el vástago ya mencionado, se conectan entre si esto para adoptar una posición de equilibrio entre un resorte y el aire a presión. una vez que ya el sistema esta en funcionamiento el control de flujo, se emitirá una señal que provendrá de una medición de la presión diferencial en un orificio y esto cambiará automáticamente la presión del aire3.

Por otra parte, tenemos otro tipo de válvula fundamental que son las válvulas de un solo orificio como las de doble orificio, estas dos válvulas se diferencias en su utilidad, la de un oricio se utiliza cuando el control de flujo y cierre hermético se hacen necesarios juntos. Por otra parte, la de dos orificios tiene una mayor capacidad de anillos de asientos, las cuales estas sirven para funcionar a altas temperaturas y no producen ningún tipo de cierre hermético3.

Por último, tenemos las válvulas de eje giratorio donde en este grupo de válvulas el actuador hace girar mariposa, el macho o disco en torno a su propio eje. Por lo cual las válvulas con ejes giratorios son muy adecuadas para la aplicación de control de los flujos en un sistema3.

Dimensionamiento de válvulas

Procedimiento para dimensionar válvulas para líquidos.

Para este procedimiento se hizo el uso de las normas IEEE e ISA-75 estos proporcionados del libro de control referenciado como: Control Valve Handbook, esto para el dimensionamiento de las válvulas a utilizar y la determinación para especificar las variables que se requieran en el dimensionamiento de las válvulas.

.[pic 2]

El tipo de fluido del proceso, para determinar las propiedades físicas y químicas necesarias para el dimensionamiento.

Diseño deseado del proceso

Teniendo en cuenta los valores de Cv y Fl , son conjuntas entre ellos , existe un valor distinto para cada uno de acuerdo al tipo de válvula que se vaya a utilizar de acuerdo a la tabla 1 donde nos muestra los catalogos de a cuerdo al fabricante Emerson automation solutions

Tabla 1. Catálogo de válvulas de Globo de puerto único de acuerdo al fabricante Emerson Automation Solutions

[pic 3]

Determinar las constantes de la ecuación N1, N2 y N6: son constantes que se encuentran presentes en las ecuaciones de flujo y dependen del sistema de unidades.

Determinar el factor de geometría de tubería () y el factor de recuperación de presión de líquido () ajustados para accesorios.[pic 4][pic 5]

 está definido como un factor de corrección que representa las pérdidas de presión generadas por los racores de canalización, reductores, acodados o en T, que se pueden conectar de manera directa a las conexiones de entrada y salida de la válvula4.[pic 6]

[pic 7]

 representa la suma de los coeficientes de perdida de carga de velocidad de todos los racores conectados a la válvula.[pic 8]

[pic 9]

Donde:

• : Representa el coeficiente de resistencia de accesorios que se encuentra antes de la válvula.[pic 10]
• : Es el coeficiente de resistencia de accesorios en la salida de la válvula[pic 11]
• : Son los coeficientes de Bernoulli en la entrada y la salida.[pic 12]

Si la tubería es del mismo tamaño aguas arriba y aguas abajo, los coeficientes de Bernoulli son iguales y no tendrán efecto en la ecuación.

El racor usado de forma más frecuente en instalaciones de válvulas es el reductor concéntrico corto.

[pic 13]

[pic 14]

Coeficientes de Bernoulli:

[pic 15]

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Utilizando el valor  y el valor de  seleccionado, podemos determinar  [pic 17][pic 18][pic 19]

[pic 20]

Si no existen racores conectados a la válvula,  es igual a 1. Por lo tanto, no tiene un efecto en la ecuación, a la vez que  es igual a .[pic 21][pic 22][pic 23]

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