Deber Imprimir -Tipos de Valvulas
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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
NOMBRES: Sebastian Ortega, Jonathan Vinueza, Mauricio Vaca, Rony Rojas.
PARALELO: Sexto “A”
FECHA: 20/05/2015
TEMA: Tipos de válvulas utilizadas en la industria, aplicaciones y partes geométricas.
TIPOS DE VALVULAS
Existen varios tipos de válvulas, a continuación presentamos las más comunes y
utilizadas en la industria.
Válvula de globo
Al girar la llave hace que el dispositivo sellador se eleve en forma vertical y se aleje del
fondo. Esta es una de las válvulas más comunes y es relativamente barata. Aunque es
una de las de peor rendimiento, en términos de energía. El factor de resistencia K es:
K = fT (Le/D) = 340 fT
Imagen 1 TUVACOL S.A. válvulas de globo. (2014). recuperado.de:
http://www.tuvacol.com/valvulas/valvula-de-globo.php
Válvulas de ángulo
Su construcción es muy parecida a la válvula de globo. La trayectoria es más simple ya
que el fluido llega por la entrada inferior, se mueve alrededor del fondo de la válvula y
gira para salir por el lado derecho. Su factor de resistencia K es:
K = fT (Le/D) = 150 fT
Imagen 2ELKHART BRASS válvulas de ángulo. (2013).recuperado.de:
http://mx.elkhartbrass.com/products/industrial-valves/angle/multimedia
Válvulas de compuerta
Al girar la llave la compuerta se eleva en forma vertical y se aparta de la trayectoria del
fluido. Al encontrarse abierta hay muy poca obstrucción del camino del fluido que
ocasione turbulencia en la corriente. Es una de las mejores para limitar la pérdida de
energía, el factor de resistencia K es:
K = fT (Le/D) = 8 fT
Imagen 3CFERVAL.valvulas de compuerta. (2014).recuperado.de:
http://coferval.com/node/151
Válvulas de verificación
Las válvulas de verificación se cierran de inmediato cuando la presión en el lado de
salida excede la del interior. Existen dos tipos de válvulas de verificación: de tipo bola y
la de tipo giratorio. Adjuntando la válvula de tipo giratorio al hallarse abierta
proporciona una restricción pequeña al movimiento del fluido, donde su factor de
resistencia K es:
K = fT (Le/D) = 100 fT
Imagen 4 OCV (control valves) válvulas de verificación.(2013).recuperado de:
http://www.controlvalves.com/spanish/accessories/details.asp?accID=1
Válvula de mariposa
Cuando se encuentra abierta por completo la dimensión delgada del disco queda frente
al flujo, lo que causa una obstrucción pequeña. El cierre de la válvula requiere de un
cuarto de vuelta de la llave. La válvula de mariposa cuando se encuentra totalmente
abierta tiene un factor de resistencia K de: (este factor cambiara dependiendo de la
dimensión de la válvula el siguiente factor corresponde para válvulas pequeñas de 2 a 8
plg)
K = fT (Le/D) = 45 fT
Imagen 5 DIRECT INDUSTRY. Válvula de mariposa. (2013).recuperado de:
http://www.directindustry.es/prod/watts-water-technologies/valvulas-mariposa-tipo-lug-
26077-678317.html
Válvulas de pie con alcachofa (colador)
Su función es similar a la de las válvulas de verificación, se emplean en la entrada de las
líneas de succión que conduce fluido de un tanque abastecimiento a una bomba. Es
común que esté acoplada con un filtro integral para mantener los objetos extraños fuera
del sistema de tuberías.
Imagen 6 B BORJA. válvulas de pie con alcachofa.(2012).recuperado.de:
http://www.bombasborja.com/valvula-aspiracion-18.html
Válvulas de cuchillo
La válvula de cuchilla es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un
disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento. Existen
varias ventajas y desventajas de estas válvulas:
Ventajas
Alta capacidad.
Cierre hermético.
Bajo costo.
Diseño y funcionamiento sencillos.
Poca resistencia a la circulación
Desventajas
Control deficiente de la circulación.
Se requiere mucha fuerza para accionarla.
Produce cavitación con baja caída de presión.
Debe estar abierta o cerrada por completo.
Imagen 7 S.A. válvulas de cuchilla. (2014). recuperado.de:
http://www.tuvacol.com/valvulas/valvula-de-globo.php
APLICACIONES DE VÁLVULAS ESTÁNDAR
Válvula de globo
Esta es una de las válvulas más comunes y es relativamente barata. Sin embargo, es una
de las de peor rendimiento, en términos de energía que se pierde. Debe emplearse donde
no exista un problema real que provoque la perdida de energía.
Con un factor de resistencia k=f T (Le /D )=340 f T
Otra aplicación de la válvula de globo es estrangular el flujo de un sistema. El termino
estrangular se refiere agregar a propósito resistencia al flujo, con el fin de controlar la
cantidad de flujo que circula.
Ejemplo: la llave de una manguera que al estar parcialmente cerrada fluirá poco flujo
volumétrico al contrario de estar totalmente abierta así fluirá el mayor flujo volumétrico
posible.
Válvula de ángulo
Su construcción es parecida a la válvula de globo. Sin embargo, la trayectoria es mucho
más simple, debido a que el fluido llega por la entrada inferior, se mueve alrededor del
fondo de la válvula y gira para salir por el lado derecho.
Con un factor de resistencia k=f T (Le /D )=150 f T
Como se puede observar es mucho menor que la resistencia de la válvula de globo por
ende tiene menos resistencia al flujo de fluido.
Válvulas de compuerta
Cuando esta válvula está abierta por completo, hay muy poca obstrucción del camino
del flujo que ocasione turbulencia en la corriente. Por lo tanto, este tipo de válvulas es
una de las mejores para limitar la perdida de energía.
Con un factor de resistencia k=f T (Le /D )=8 f T
En una instalación dad, la válvula de compuerta abierta por completo solo pierde el
2.4% de la energía que pierde la válvula de globo. El costo es más elevado pero se
justifica en el ahorro de energía durante el ciclo de vida del sistema.
Al cerrarla parcialmente tenemos los siguientes datos de estrangulamiento:
Valvulas de verificacion
La funcion de dicha valvula es permitir el flujo en una solo direccion es decir transita el
flujo un una direccion y lo detirne al mismo en direccion contraria.
El uso de la valvula de verificacion se explica en el siguiente grafico cuando la bomba
de la fosa succiona el agua de la misma dirigiendola hacia el exterior hasta que el agua
de la misma este a una altura adecuada asi mismo no se querria que el agua se volviera a
la fosa por dicha razon la valvula de verificacion actua en la bomba evitando que
retorne el agua a la fosa.
Existen dos tipos de válvula de verificación diferenciadas por su factor de resistencia
como son:
Válvula de tipo bola:k=f T (Le /D )=150 f T
Válvula de tipo giratorio:k=f T (Le /D )=100 f T
Válvula de
compuerta
Longitud
equivalente en
diámetros de
tubería
Le /D
Abierta por
completo
8
¾ abierta 35
½ abierta 160
¼ abierta 900
Válvula de mariposa
El cierre de dicha válvula solo requiere de una cuarta de vuelta de la llave, y es
frecuente que esto se realice por medio de un mecanismo de motor de operación remota.
La válvula de mariposa, cuando está abierta por completo, tiene una resistencia de:
Tamaño de la válvula Factor de resistencia
De 2 a 8 pulg k=f T (Le /D )=45 f T
De 10 a 14 pulg k=f T (Le /D )=35 f T
De 16 a 24 pulg k=f T (Le /D )=25 f T
Válvula de pie con alcachofa (colador)
Llevan una función similar a las válvulas de verificación. Se emplean en la entrada de
líneas de succión que conducen el fluido de un tanque de abastecimiento a una bomba.
Vienen con filtros integrales para mantener desechos u objetos ajenos fuera del sistema
para que no haya obstrucción.
La resistencia para los dos tipos de válvulas de pie son:
k=f T (Le /D )=420 f T tipo disco de vástago
k=f T (Le /D )=75 f T tipo disco de bisagra
GEOMETRIA EN VALVULAS
En un laboratorio discutían varios ingenieros sobre el funcionamiento de una
válvula formada por un círculo y un una tapa con un semicírculo de igual radio que el
de debajo que tomaba aire atmosférico a determinada presión dependiendo de la
abertura de esta; pero varios de estos daban valores aleatorios para encontrar el
porcentaje de aire que dicha válvula estaba consumiendo para el sistema de
calentamiento de aire.
A= Válvula de ventilación de aire atmosférico.
B= Quemador de gas.
C= Cilindro de acero perforado.
D= Ducto de gases mezclado
E= Ventilador.
F= Salida de gases.
G= Motor eléctrico del ventilador
Válvula más detalladamente: (A)
La parte marcada verticalmente dentro de las esferas es la distancia en la que separan
ambos círculos, dicha distancia es la misma que separa los radios de las
circunferencias.
Trasladando ahora este problema a un vocabulario geométrico, necesitaríamos
hallar el área de la superficie marcada verticalmente para luego poder resolver el
cuestionamiento principal: ¿Qué porcentaje de aire toma la válvula al estar abierta a
cierta distancia?
El problema se plantea entonces de la siguiente manera:
Como es un círculo de igual radio que el semicírculo que se forma en la válvula,
imaginaremos que son dos círculos los que trabajan para el sistema, que sus
radios son de la misma distancia y que dicha distancia es la misma que se forma en
el área que se ve descubierta por el círculo de arriba, así:
Entonces para hallar el área de esta sección procedemos de la siguiente forma:
Hallamos los puntos de intersección entre los dos círculos y trazamos desde su punto
medio dos radios que unan a este con dichos puntos.
Para hallar el área sombreada que se muestra en esta figura debemos saber bien las
formulas y reglas para hallar el área de secciones circular.
CONCLUSIONES
Las válvulas se usan para bloqueo, desvío, alivio, estrangulamiento, seguridad
y control de las operaciones.
La correcta selección del diseño de la válvula es fundamental para la mejorar la
eficiencia y desempeño de la funcionalidad del sistema.
Existen válvulas para dar funcionamiento a varios tipos de sistemas cada
válvula juega un papel importante en el sistema que se seleccione.
La válvula más utilizada y eficiente en el campo de la industria son las de
compuerta.
BIBLIOGRAFÍA
Robbert Mott mecánica de fluidos 6ta edición
http://www.tuvacol.com/valvulas/valvulas.php
http://mx.elkhartbrass.com/products/industrial-valves/angle/multimedia
http://coferval.com/node/151
http://www.controlvalves.com/spanish/accessories/details.asp?accID=1
http://www.directindustry.es/prod/watts-water-technologies/valvulas-mariposa-
tipo-lug-26077-678317.html
http://www.bombasborja.com/valvula-aspiracion-18.html
BIBLIOGRAPHYPérez, M. I. (Febrero de 2006). slideshare. Obtenido de slideshare.net:
http://es.slideshare.net/mdovale/geometria-en-valvulas