Presentacin de PowerPoint

Coeficiente para dimensionamiento de Vlvulas1) Cv: Indica el caudal de agua en galones/minuto, que pasa a travs de la vlvula completamente abierta y con cada de presin en ella de 1 psi.

2) Kv: Indica el caudal de agua en m3/hora , que pasa a travs de la vlvula completamente abierta y con cada de presin en ella de 1 Kg/cm2.Teniendo en cuenta que en el punto de estrangulamiento del fluido:

Prdida de presin (Kg/cm2)Densidad del fluido (gr/cm3)Coeficiente de descarga.

Para

Frmula para el clculo de vlvulas.Se requiere que:

De la misma forma:

Galones por minuto.Densidad relativa.PSI

Vlvulas para el Control de ProcesosFLUIDOS:

Flujo Laminar# Reynolds < 2000 Flujo Turbulento# Reynolds > 4000

Correccin por ViscosidadPara viscosidades superiores a 20 centistokes (20Cs) 0 200 saybolt ( 200 SSU), las medidas de viscosidad son dinmicas; es necesario introducir un factor de correccin R* al calcular el Cv o el Kv y obtener:

Se obtiene de tablas a partir de as:

Cuando Q est dado en m3/hora:

Cuando Q est dado en g.p.m : Cp= centipoise

Densidad relativaEjemplo:Determinar la dimensin de la vlvula que satisfaga las siguientes especificaciones:Caudal mximo : 10.000 litros/horaPeso especfico : 0.95 a 38CTemperatura trabajo : 38CCada de presin: 0.35 Kgr /cm2Viscosidad : 2800 ssu a 38CSolucin:Se debe tener correccin por viscosidad:

La correccin por viscosidad es :

De tablas se obtiene el factor de correccin que corresponde para :

La cada de presin en la vlvula debe ser menor o igual a la mitad de la presin de entrada.

De tablas se lee que se necesita una vlvula de 2.

Vaporizacin (Flashing)El problema se presenta cuando se trabaja a temperaturas altas. Debido a la cada de presin en la vlvula, a la salida de ella existe una cada de presin menor o igual a la presin de saturacin del lquido a la temperatura de trabajo.Para evitar el fenmeno de vaporizacin se procede:1. Si la temperatura de entrada es inferior en 2.8C (5F), a la temperatura de saturacin del agua, es decir: la prdida mxima de carga admisible es:

Que es la mxima cada de presin admisible en la vlvula.

Lquido + Vapor

Lquido

2. Si la temperatura de entrada es inferior en ms de 2.8C (5F), a la temperatura de saturacin del agua, es decir: la prdida mxima de carga admisible es:

Donde,

Temperatura de saturacin a la presin P1Presin de saturacin correspondiente a la temperatura de entrada.

Problema:Determinar el coeficiente de la vlvula que cumpla con las siguientes condiciones:Caudal mximo : 16.000 litros/horaPresin de entrada : 8.475 Kgr /cm2Temperatura de entrada : 171CCada de presin: 2.1 Kgr /cm2Lquido : Agua

Solucin:

(dado)(abs)Debido a la temperatura alta hay que chequear si hay vaporizacin con el P dado y con la presin de entrada,

La temperatura de saturacin es (de tablas de vapor):

Para,

interpolando

Por tanto, La cada de presin mxima admisible es:

NOTA: Se selecciona el menor entre el P dado y el P calculado:Con P= 0.5 Kg/cm2 , todavia no se presenta el problema de flashig.

De tablas la vlvula requerida es de 1

Problema:Calcular la dimensin de la vlvula que cumpla con las siguientes especificacionesCaudal mximo : 242.16 G.P.M.Presin anterior : 162.9 p.s.i (abs)Temperatura anterior : 330FPresin Posterior: 77.1 p.s.i (abs)Lquido : AguaSolucin:

La temperatura de saturacin a la presin de entrada es :

Interpolando:

PSTS152.92360F162.9X173.23370FCon la cada de presin hay Flashing.

Donde PS es la presin de saturacin a temperatura de entrada. Para.

No hay problema de flashing con este P.

De tablas la vlvula requerida es de 2.

Clculo de Vlvulas para GasesSe fundamenta en las expresiones deducidas para el KV y el CV .En general para el clculo de vlvulas para manejar gases se utilizan las siguientes frmulas:

Se toma para diseoTemperatura de servicio (K)K =C + 273

m3 /horas.Peso especfico relativo al aire.Cada de presin. (Kg/cm2)Presin anterior. (Kg/cm2)Presin posterior. (Kg/cm2)

ft3 /horas.(Flujo de diseo) scfhPeso especfico relativo al aire.Cada de presin. (p.s.i)Presin anterior. (p.s.i) absPresin posterior. (p.s.i) abs

Temperatura de servicio. (R)

Flujo de diseo.Nota: Las formulas anteriores son utilizadas con presiones de trabajo menores de 7Kg/cm2 o menores que 100psi. Para presiones mayores de 7Kg/cm2 o 100psi es necesario compensar el Cv o el Kv, introduciendo en las respectivas frmulas un factor de correccin por comprensibilidad, en la siguiente forma:

Clculo del factor ZPresin reducida.Temperatura reducida.

Se calcula a partir de tablas utilizando las siguientes ecuaciones:En frmula:

Problema:Calcular la dimensin de la vlvula que cumpla con las siguientes especificaciones:Fluido : GasCaudal mximo : 30500 m3/h=Q maxPeso especfico : 0.6 a 15CTemperatura de trabajo : 15CCada de presin : 3 Kg/cm2Presin anterior: 7 Kg/cm2Solucin:Comparando P con presin de entrada:

Entonces:

Z=1, ( Presin de entrada)

De tablas con, Cv = 311.1 la vlvula debe tener

Problema:Calcular la dimensin de la vlvula que cumpla con las siguientes especificaciones:Fluido : AireCaudal mximo : 3850 m3/hPeso especfico : 1Temperatura de trabajo : 15CCada de presin : 56 Kg/cm2Presin anterior: 70 Kg/cm2Solucin:

Las frmulas a utilizar son las segundas y entonces se debe obtener el factor Z.

Para el factor Z.

Con,

De tablas se necesita una vlvula de 1.Clculo de Vlvulas para Vapor (Otros tipos de vapor)a) Clculo de Kv: (Sistema SI)

Flujo de vapor (Kg /horas)Cada de presin (Kg/cm2)Presin anterior (Kg/cm2)absVolumen especfico a la presinVolumen especfico a la presin

Nota:

entonces V2, es el volumen especfico a la presin

b) V1 y V2 se evalan a partir de tablas de vapor *para vapor de H2O especficamente:

Se hace:Los C: grados centgrados de recalentamiento ( se obtienen de tablas)

b) Cv Sistema Ingls:

Flujo de vapor (lb /horas)Cada de presin (psi) absPresin anterior (psi)absVolumen especfico a la presinVolumen especfico a la presin

*para vapor de H2O especficamente:

grados centgrados de recalentamiento .Nota: Si el P no es especificado, se puede utilizar para diseo.

Problema:Determinar el tamao de la vlvula de control adecuada para regular el flujo de vapor del intercambiador de la figura., para el cual se tienen los siguientes datos.Presin mxima del vapor: 50 psiPresin normal del vapor: 40 psiPresin mxima del H2O: 65 psigPresin mxima del H2O: 40 psigTemperatura de entrada del H2O : 52FTemperatura mxima de salida del H2O : 200FFlujo mximo del H2O : 50 gpmFlujo normal del H2O : 20 gpmDimetro del tubo del intercambiador: 4

Agua FraVaporAgua Caliente

Solucin:Como nos se da el P asumimos:

Para

W: flujo de vapor necesario para pasar del H2O desde 52F hasta 200F.

Calor necesario para calentar el Agua

Recurriendo a tablas de vapor: El calor por libra que suministra el vapor se encuentra de tablas de vapor y de acuerdo a la presin que se e4st trabajando.A 65 psi, la entalpa del vapor de H2O es aproximadamente H=1180Btu/lb.El flujo es :

Relacionando 40 psi + P1= 55 psi absDe tablas se obtienen V1 y V2 :Por interpolacin:

De tablas a presin

Vlvula de =237