En este artículo veremos de forma rápida y sencilla como podemos dimensionar una válvula de control, de tal manera que se ajuste a nuestras necesidades y costos.
Asumamos que tenemos una válvula de control regulando el flujo de salida de un fluido en un tanque en donde se quiere controlar el nivel a 25 pies. El flujo de entrada varía de 0 a 125 galones por minuto:
Figura :Dimensionamíento de válvula para tanque simple
El máximo flujo de salida Q, debe ser igual al máximo flujo de entrada es decir, 125 gpm. Desde que 1 pie de agua desarrolla una presión de 0,433 psi, con un nivel de 25 pies en el tanque la presión a través de la válvula será:
P = 25 x 0,433 = 10,8 psi
Aplicando la fórmula del apartado del articulo anterior( Cv de una válvula) debemos conocer G y ΔP.
Para el ejemplo:
G es la gravedad específica del agua, es decir 1.0
ΔP es la caída de presión; debido a que el tanque descarga en la atmósfera, será la que origina el líquido a la entrada de la válvula, es decir 10.8 psi
Cv = Q / [(ΔP/G)^1/2] = 120 / [ (10.8/1)^1/2] = 36.5
En la figura 15 se muestra una tabla del fabricante de valvulas, donde detalla el diametro de la válvula versus su Cv correspondiente a un porcentaje de apertura de la válvula.
Figura : Cv para válvulas de globo isoporcentualés
Regresando a nuestro ejemplo, debemos ahora encontrar la válvula más pequeña capaz de entregar un Cv de 36,5. Para esto nos referimos a la figura 15 y encontramos que ésta es una válvula isoporcentual de 2 pulgadas. Ninguna válvula más pequeña entrega este valor de Cv. Es imperante hacer que el Cv de la válvula se produzca entre el 10% y 90% de la carrera, en nuestro caso a un 100% de apertura proporciona un Cv de 56.2 mas que suficiente para este caso.
Si ahora en vez de descargar la válvula a la atmósfera, asumamos que lo hace a un segundo tanque de 15 pies como observamos a continuación:
Figura : Control en dos tanques
En este caso, siendo los flujos de entrada y salida iguales que para el caso anterior, la caída de presión a través de la válvula será:
ΔP = (25 pies - 15 pies) (0,433) = 4,33 pies
Cv = Q / [ (ΔP/ G)^1/2 ] = 120 / [ 4,33/ 1]^1/2 = 57,7
Nuevamente buscamos la válvula más pequeña capaz de entregar un Cv de 57,7. En la figura 15 encontramos que ésta es un válvula de 2 pulgadas y media. Nótese que la capacidad de la válvula depende tanto del tamaño como de la caída de presión en el sistema.
Hemos llegado al final, como pueden darse cuenta dimensionar una válvula no es muy dificil. Como recomendacion verificar que la viscosidad no se alta, es decir que su numero de Raynols no sea mayor de 2000. Caso contrario revisar la tabla del articulo anterior y aplicar el factor de corrección.
Fuente:instrumentacionycontrol.net
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