Dimensionar un nivel válvula de control correctamente es esencial para tener un sistema efectivo. Una válvula de control de nivel se usa para regular manual o automáticamente el flujo de líquido en un sistema de nivel de líquido. El tamaño de la válvula depende de varios factores, como el tipo de medio regulado, el caudal requerido, las caídas de presión y el tamaño y la longitud de la línea.
El primer paso para dimensionar una válvula de control de nivel es determinar su aplicación. Para este propósito, debe considerar el tipo de medio que se está controlando, sus características (como la viscosidad), los parámetros de diseño del sistema, como las pendientes de las curvas, y otras consideraciones importantes, como las caídas de presión y la longitud de la línea. Una vez establecidos estos detalles, puede proceder a encontrar el tamaño de válvula óptimo que satisfaga sus requisitos.
A continuación, es importante establecer el rango de funcionamiento de las válvulas de control de nivel, incluidos sus caudales mínimo, normal y máximo y las caídas de presión máximas en la válvula. Esta información debe estar disponible en las especificaciones del fabricante o en el diseño de ingeniería. También debe considerar cualquier requisito de cierre o estrangulamiento que pueda tener, ya que esto afecta la distancia entre las caídas de presión mínima y máxima que deben establecerse para que su sistema funcione correctamente.
Finalmente, seleccione el tamaño de válvula que mejor se adapte a sus requisitos mientras se mantiene dentro de su parámetros de funcionamiento indicados. Una vez que haya completado todos estos pasos, puede instalar la válvula de control de nivel en su sistema y ajustar su configuración en consecuencia para un funcionamiento adecuado.
Sistema de separador usado LCV (válvula de control de nivel)
Las válvulas de control de nivel están en todas partes en el sistema del separador, solo enumeramos una muestra de una planta química. La presión del separador es de 75 psig y el flujo descendente de LCV va a un recipiente donde la presión se mantiene mediante inertización a 5 psig. En la figura 1, puede ver que un LCV proviene de un separador. Aquí vamos a discutir qué presión de caída de DP se debe considerar para la válvula de control de nivel. debería ser simplemente 75 psig – 5 psig = 70 psig? o debemos considerar la caída de presión a través de la tubería aguas abajo de LCV?
Para este caso, una presión aguas arriba de 75 psig y una presión aguas abajo de 5 psig lo acercarán lo suficiente. El LCV modulará para regular el flujo. Si realmente quisiéramos ser meticulosos, haríamos un balance de presión completo que se vería así.
Presión aguas arriba = presión estática de vapor (75 psig) + cabeza de líquido – pérdidas en la línea
Presión aguas abajo = presión estática de vapor (5 psig) + pérdidas de línea
Pero las condiciones operativas reales variarán de lo que anticipa, especialmente durante inicio.
El aumento de la presión aguas abajo puede o no afectar la capacidad de la válvula. Si la válvula sigue funcionando en condiciones de obstrucción, la capacidad no se ve afectada. Sin embargo, si la presión aguas abajo sube por encima del punto de estrangulamiento, la válvula deberá abrirse más para dejar pasar la misma cantidad de flujo.
Deberíamos considerar la caída de presión a través de la tubería (y la altura del líquido) si pueden ser significativas. Es posible que no sean significativos en comparación con la diferencia de 70 psi en la presión de funcionamiento entre los recipientes.
La presión aguas abajo del LCV dependerá de la presión operativa del recipiente aguas abajo y la contrapresión debida al flujo del CV al recipiente.
Si la presión aguas abajo de la LCV aumenta, el nivel comenzará a retroceder y la CV se abrirá más para reducir el sistema dP para compensar. Este es el propósito de tener una válvula de control.
3 pasos para dimensionar válvulas de control para líquidos Fluido
La técnica IEC para dimensionar válvulas de control para flujo de líquido se detalla en los pasos que siguen. Durante cualquier operación de dimensionamiento de válvulas, cada una de estas fases es crucial y debe abordarse. Los pasos 3 y 4 incluyen la identificación de parámetros de dimensionamiento específicos que, según las circunstancias del servicio del problema de tamaño, pueden o no ser necesarios en la ecuación de dimensionamiento. Consulte la(s) sección(es) de determinación del factor relevante en el texto que sigue al sexto paso si es necesario incluir uno, dos o los tres factores de tamaño en la solución para un problema de tamaño en particular.
Paso 1: Especifique las siguientes variables necesarias para dimensionar la válvula de control de nivel
• Diseño deseado
• Fluido de operación (agua, aceite, etc.)
• Condiciones de servicio apropiadas q o w, P1 o P2, P, T1 o Gf o Pv o Pc.
Se requiere experiencia con una variedad de problemas de tamaño de válvula para comprender qué frases son apropiadas para una técnica de tamaño particular. Consulte la Tabla 1 de abreviaturas y terminología para obtener una explicación completa de cualquier palabra desconocida o que parezca desconocida.
Paso 2: Determinar la constante N en la ecuación.
N es una constante numérica utilizada en cada una de las ecuaciones de flujo para facilitar el uso de diferentes sistemas de unidades. En la Tabla de constantes de ecuación -2, se proporcionan los valores y unidades para estas diferentes constantes.
Utilice N1 si el caudal se expresa en términos volumétricos (galones por minuto o Nm3 por hora).
Utilice N6 si el caudal se expresa en unidades de masa (lb/h o kg/h).
Paso 3: Determinar el factor de geometría de la tubería, Fp.
Fp es un factor de corrección que tiene en cuenta las pérdidas de presión causadas por accesorios de tubería como reductores, codos y tes que pueden conectarse directamente a las conexiones de entrada y salida de la válvula de control del tamaño deseado. En el método de dimensionamiento, se debe abordar el factor Fp si dichos accesorios se conectan a la válvula.
Sin embargo, si no hay accesorios conectados a la válvula, Fp tiene un valor de 1 y se elimina del cálculo del tamaño.
Determine los factores Fp para válvulas rotativas con reductores (instalaciones estampadas) y otros diseños de válvulas y estilos de accesorios utilizando el proceso para calcular Fp, el factor de geometría de tubería.
Paso 4: Determine qmax (el caudal máximo en circunstancias aguas arriba especificadas) o Pmax (la caída de presión de dimensionamiento permitida).
La tasa de flujo máxima o límite (qmax), también conocida como flujo obstruido, se caracteriza por ningún aumento en la tasa de flujo con una diferencia de presión creciente y circunstancias aguas arriba constantes. En los líquidos, la asfixia ocurre cuando la presión estática dentro de la válvula cae por debajo de la presión de vapor del líquido, lo que hace que el líquido se evapore.
Para tener en cuenta el potencial de las condiciones de flujo bloqueado dentro de la válvula, la norma IEC estipula el cálculo de una caída de presión máxima permitida (Pmax). La ecuación de dimensionamiento utiliza el valor más pequeño de Pmax calculado y la caída de presión real dada en circunstancias de servicio. Pmax se puede calcular usando el método para encontrar qmax, la tasa de flujo máxima, o Pmax, la caída de presión de dimensionamiento permitida, si es deseable tener en cuenta el potencial de las circunstancias de flujo bloqueado. Si se sabe que no se desarrollarán condiciones de flujo obstruido dentro de la válvula, no es necesario calcular Pmax.
Paso 5: Resuelva para el Cv necesario usando la ecuación correcta
• Para unidades de caudal volumétrico,
• Respecto a las unidades de caudal másico:
Además de Cv, Kv y Av también se emplean como coeficientes de flujo, principalmente fuera de América del Norte. Existencia de las siguientes relaciones:
Kv = (0.865) (Cv)
Media = (2.40 x 10-5) (Cv)
Paso 6: seleccione el tamaño de la válvula según la tabla de coeficientes de flujo y el valor Cv determinado.
En el mundo de los sistemas de control de fluidos, el tamaño adecuado de la válvula de control es crucial para garantizar un funcionamiento eficiente y un rendimiento óptimo. Utilizando una ecuación de tamaño de válvula de control bien calculada, los ingenieros pueden determinar con precisión las dimensiones apropiadas para un cálculo del tamaño de la válvula de control. Este proceso implica un cálculo exhaustivo de la válvula de control que tiene en cuenta varios factores, como la velocidad del fluido, el diferencial de presión y el caudal máximo requerido. Como resultado, la selección de la válvula de control se convierte en una decisión más informada, con opciones populares como el tamaño de la válvula de control Fisher y el tamaño de la válvula de control de flujo que ofrecen soluciones confiables. En última instancia, una válvula de control del tamaño adecuado evitará problemas asociados con válvulas de control sobredimensionadas y permitirá una integración perfecta de las válvulas de control dentro de un sistema de control de fluidos.
En conclusión
Dimensionamiento de una válvula de control de nivel correctamente implica tener en cuenta varios parámetros, como el tipo de medio que se está controlando, el caudal requerido, las caídas de presión, etc., y luego seleccionar el que mejor se adapte a las necesidades de su sistema mientras se mantiene dentro de las especificaciones establecidas. Las válvulas del tamaño adecuado pueden garantizar un rendimiento efectivo de sus sistemas de nivel de líquido a lo largo del tiempo.
