Information Tecnica y de Ingeneria

RENDIMIENTO

GRÁFICOS DE RENDIMIENTO

Un Nuevo Concepto en el Calibrado de Válvulas de Control
De Stephen D. Jernigan, P .E., Ingeniería VP de OCV

La mayoría de los ingenieros y usuarios de válvulas de control están familiarizados con los cuadros de flujo que muchos productores -incluyendo a OCV- han publicado como una guía para calcular adecuadamente el tamaño de una válvula. Estos cuadros suelen ser gráficos simples en línea recta que muestran la caída de presión en proporción al flujo para una válvula totalmente abier ta de cier to tamaño. A decir verdad, tales cuadros no suelen ser útiles, debido a una serie de factores:

1. Los cuadros de flujo no contienen mucha información acerca del desempeño de las válvulas de modulación (reducción de presión, control de tasa de flujo, etc.). Estas son válvulas que casi nunca alcanzan la posición de aber tura total que se muestra en los cuadros de flujo tradicionales.

2. Los cuadros de flujo no son completamente precisos para válvulas de encendido-apagado (por ejemplo: de verificación, solenoides) que operan un diferencial depresión de línea. Tales válvulas suelen contener un resor te interno que requiere una cier ta cantidad de diferencial para comprimir antes de que la válvula pueda alcanzar la posición de aber tura total. En estos casos, los cuadros de flujo convencionales no son precisos en el extremo de la escala que expresa el flujo bajo.

En 1984, con la publicación de la Guía de Tamaños para Válvulas de Reducción de Presión, OCV Control Valves comenzó un programa para brindar al usuario un método mejor y más preciso para determinar el tamaño de las válvulas. El objetivo principal del programa era proveer una “herramienta” simple y concisa que se aplicase para determinar el tamaño de todas las válvulas. El resultado fueron los Cuadros de Desempeño que se presentan en las siguientes páginas.

En 1995, OCV publicó el Programa de Tamaño y Selección ValveMaster para computadoras. El programa muestra lógicamente el proceso de selección de tamaño, función y material para una aplicación de válvulas de control hidráulico Usted puede imprimir las especificaciones de sus válvulas y/o
transferirlas a un archivo de especificación de proyectos. El programa expone las variables de la selección de válvulas de control y reduce la cantidad de tiempo requerido para seleccionar la válvula y determinar su tamaño con precisión. Vea la última página de este catálogo para solicitar información.

A primera vista, los Cuadros de Desempeño se parecen mucho a los antiguos cuadros de flujo, pero con una serie de nuevas líneas añadidas. Debido a la información añadida representada por las nuevas líneas, sólo se presentan dos o tres tamaños de válvulas en un Cuadro de Desempeño, cada una con su propia escala de tasa de flujo.

Para explicar el uso de los Cuadros de Desempeño, es necesario considerar tres “clases” de válvulas.

1. La primera clase de válvulas incluye los modelos que se basan en la válvula de activación
por energía modelo 66 (modelo 125-27 y 126) y otras válvulas con sistemas piloto que poseen un escape hacia la atmósfera (válvulas de altitud modelo 3331 y 3333). Estas válvulas se abren completamente sin impor tar el flujo o el diferencial de presión. Su rendimiento es representado por la línea recta A-C-D (la cual, casualmente, es la misma línea recta que aparece en los antiguos cuadros de flujo).
Ejemplo: Encuentre la caída de presión de una válvula esférica de 2 pulgadas modelo 125-27 a
60 gpm.

Solución: Encuentre el valor de 60 gpm en la escala de tasa de flujo de 2 pulgadas y siga en
forma horizontal hacia la línea A-C-D. Luego siga ver ticalmente a la escala de caída de presión y lea 1,6 psi.

2. La segunda clase de válvulas está compuesta pos los tipos de encendi-do-apagado con un sistema piloto con un escape hacia el lado descendente de la válvula. En esta clase se encuentran las válvulas de verificación serie 94, las válvulas solenoides serie 115, las válvulas de control de bombas modelos 125 y 125-7, y la válvula de flotación modelo 8000. Estas válvulas operan a lo largo de las líneas B-C-D, el segmento B-C que representa el “efecto de resor te” descrito anteriormente.
Por ejemplo: Encuentre la caída de presión de una válvula esférica de 2 pulgadas modelo 115-2 a 60 gpm y a 200 gpm.

Solución: Trace horizontalmente desde 60 gpm en la escala de tasa de flujo esférica de 2”. Esto intersecta a la línea B-C, indicando que la válvula no se encuentra totalmente abier ta. Caiga ver ticalmente a la escala de tasa de flujo y lea 3.5 psi. Ahora trace una línea horizontalmente desde 200 gpm. Esta intersecta la línea C-D (la válvula se encuentra totalmente abier ta). Siga ver ti-
calmente a la escala de caída de presión y lea 8,7 psi.

3. La tercera clase está formada por las válvulas de modulación: Despresurización serie 108, control diferencial serie 110, control de tasa de flujo serie 120, reducción de presión 127 y control de modulación por flotación serie 8101. Su desempeño no está definido por una línea, sino un
área del cuadro — específicamente, el área sombreada. Dicho de manera simple, una válvula moduladora puede funcionar adecuadamente en cualquier área sombreada.

Por ejemplo: Encuentre el rango de flujo efectivo de una válvula angular de despresurización de 2 pulgadas que libera 20 psi en un drenaje atmosférico.

Solución: La presión ascendiente es de 20 psi, presión descendente cero. Por lo tanto, la caída depresión es de 20 psi. Trace una línea hacia arriba hasta intersectar el borde inferior del área sombreada. Luego, trace una línea horizontalmente hasta el gráfico de tasa de flujo de 2″ y lea 21 gpm. Este es el flujo mínimo. Ahora continúe hacia arriba a lo largo de la línea de 20 psi, hasta el borde superior del área sombreada. Trace horizontalmente y lea el flujo máximo de 210 gpm. El rango de flujo efectivo, es 21-210 gpm. Las líneas horizontales etiquetadas QC, QI. brindan información adicional. Estos son los flujos máximos recomendados basándose en la velocidad del fluido.

QC representa una velocidad de 20 pies/seg. y es el flujo máximo recomendado para un servicio continuo.
QM representa una velocidad de 20 pies/seg. y es el flujo máximo recomendado para “explosiones” ocasionales de alto flujo que podrían ocurrir no más del 20% del tiempo.
QI representa una velocidad de 45 pies/seg. y es el flujo máximo recomendado para un servicio muy intermitente — no más del 1-2% del tiempo. Se aplica principalmente a servicios de alivio de sobrepresión.