valvulas de control para aplicaciones de cavitacion
Post on 10-Oct-2014
416 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Válvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 2
Que es Cavitación ?Que es Cavitación ?
� Cavitación es un fenómeno de varios pasos que se produce enuna corriente de flujo liquido
� Cuando el área de flujo del elemento de Control de Flujo cambia(como una válvula), existe la posibilidad de que la presión dellíquido cae por debajo de su Presión de Vapor, lo cual formaalgunas burbujas de vapor en el pasaje de flujo
� Durante la recuperación de la presión, el fluido intenta recuperar auna presión mayor que su Presión de Vapor, causando que lasburbujas de vapor colapsen (implosión)
� A la formación e implosión de las Burbujas de Vapor se le conocecomo Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 3
Perfiles de Presión y VelocidadPerfiles de Presión y Velocidad1. Cuando un Fluido pasa a través de una restricción, la velocidad del fluido se incrementa.
2. Ley de Bernoulli: Si la velocidad se incrementa, la presión disminuye.
3. Vena Contracta, aguas abajo de la restricción, es e l punto de menor área de flujo, de mayor velocidad y de menor presión.
Perfiles de Presión y Velocidad de un Fluido a trav és de una Restricción
Perfil de Velocidad
Perfil de Presión
FlujoRestricción Vena Contracta
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 4
Válvulas de Control para Aplicaciones de CavitaciónVálvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación
La Presión de Vapor esta en función de la Temperatura del Fluido
P > Pv � Fase Liquida
P < Pv � Fase Vapor
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 5
Teoría de CavitaciónTeoría de Cavitación1. Pvc es menor Pv
2. Se forman Burbujas de Vapor3. Las Burbujas de Vapor
Colapsan (Implosión)• Se genera una onda de choque• Se produce un Rebote “La Implosión
Crece” • Se genera un Jet de Alta Velocidad
en la Implosión Final
Pvc
DIRECCION DE FLUJO
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 6
Predicción de CavitaciónPredicción de CavitaciónPredecir Cavitación es difícil― Determinar la presión y la
velocidad en la Vena Contracta es difícil
― Dependemos de métodos experimentales y de análisis
― El Flujo Choque indica la Caída de Presión donde la Cavitación (Incipiente) o el Flasheo evitan un incremento en el Flujo
― El Flujo Choque no significa que existen daños por Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 7
Flujo ChoqueFlujo ChoqueEl flujo limite o flujo choque (q max), se manifiesta por el no incremento adicional en el flujocon el aumento de la presión diferencial con las condiciones fijas corriente arriba. En loslíquidos, el flujo choque se produce como consecuencia de la vaporización del líquido cuandola presión estática dentro de la válvula cae por debajo de la p resión de vapor del líquido .
FL = Factor de recuperaciónde presiónFF = Factor de relación depresión critica del liquido
PV = Presión de Vapor
FL es utilizado para predecir el flujoa las condiciones de Flujo Choque
Aumento en no produceIncremento en el Flujo
∆Ppermisible
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 8
Coeficiente de Recuperación F LCoeficiente de Recuperación F L
Alto F L
Bajo F L
Parámetro de Válvula utilizado para predecir el Flujo Choque
Determinado Experimentalmente
Alto F L = Baja Recuperación
Bajo F L = Alta Recuperación
Por definición, las Válvulas de Alta Recuperación tienen Alta probabilidad de Cavitación
Dirección de Flujo
globo
mariposa
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 9
Índice K C Daño por CavitaciónÍndice K C Daño por Cavitación
Kc cae en esta zona, depende del estilo de la válvula y otros factores
� FL define la ∆Ppermisible donde laválvula se encuentra en flujochoque
� La mayoría de las válvulasexperimentan daños porCavitación en Flujo Choque
� KC (Coeficiente de Cavitación)define la ∆P donde el daño porCavitación empieza
� ∆PCAV = KC(P1-PV)
� KC se determina por pruebas deCavitación Incipiente, pruebas deRuido y experiencias en Campo.
� KC incorpora características de laválvula (dureza del Trim, etapas,etc.) que impiden la Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 10
Determinación de K CDeterminación de K C
KC es función de:� Material de Construcción
� Tiempo de Exposición
� Cantidad de Flujo
� Diseño de Válvula / Trim
� Experiencia y Pruebas
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 11
Valores Típicos de K CValores Típicos de K C
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 12
Cavitación: Formación de Burbujas e Implosión Cavitación: Formación de Burbujas e Implosión
Fluido Liquido Fluido Cavitante
Flujo
Cavitación
Vena Contracta
Distancia
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 13
Daño por CavitaciónDaño por CavitaciónDaño por Cavitación que resulta de la implosión de Burbujas
Daño por Cavitación
Daño por Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 14
Índice del Sistema A r (Application Ratio)Índice del Sistema A r (Application Ratio)
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 15
Comparación de A r y K cComparación de A r y K c
Comparar KC con Ar
Seleccionar Trim con KC > Ar
Se presentan daños por Cavitación
No existen daños por Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 16
Válvulas de Control para Aplicaciones de CavitaciónVálvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación
Procedimiento de Selección de la Válvula� Seleccionar Válvula con Alta o Baja Recuperación
basado en FL² como guía inicial� Determinar KC de la hoja PS o de la ayuda de
Fisher FIRST� Calcular ∆P de Cavitación utilizando KC
� Comparar ∆P Cavitación con ∆P actual (ocomparar Ar con KC) para determinar si existendaños por Cavitación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 17
Influencias en el Daño por CavitaciónInfluencias en el Daño por Cavitación
� Proximidad de las Implosiones a las superficies internas de la válvula
� Caída de Presión � Propiedades del Material � Cavitación Combinada con Erosión / Corrosión� Contenido de Aire y Gas � Tiempo de Exposición
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 18
Métodos de Manejo de CavitaciónMétodos de Manejo de CavitaciónVálvula de Baja Recuperación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 19
Caida de Presión en EtapasCaida de Presión en Etapas
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 20
Resistencia al Daño de los Materiales de ConstrucciónResistencia al Daño de los Materiales de Construcción
Daño por Cavitación
Materiales de Construcción Estándar
No Daño por Cavitación
Materiales de Construcción Resistentes
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 21
Dureza de MaterialesDureza de Materiales
Material Dureza
17-4 PH H900 40 Rc
440C 59 Rc
316/Colmonoy 6 58 Rc
316/Alloy 6 42 Rc
420 SST HT 52 Rc
416 SST HT 38 Rc
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 22
Válvulas de Control para Aplicaciones de CavitaciónVálvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación� Daño por Cavitación
� Típico Tapón Dañado
Métodos para Manejo de Cavitación
� Aislamiento
� Eliminación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 23
AislamientoAislamiento� Cavitrol III-I Paso
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 24
AislamientoAislamiento� Válvula de Angulo con Liner
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 25
AislamientoAislamiento� Trim Anti Cavitación Micro Flat
Válvula de Angulo Flujo hacia Abajo
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 26
EliminaciónEliminación
� Tecnología Orificios Maquinados – Múltiples Orificios
– Etapas de Presión
– Diseño Único de Orificios
– Ejemplo – CAV IV
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 27
Diseño de los OrificiosDiseño de los Orificios
Placa Delgada Placa Gruesa Orificio Cavitrol
Baja Capacidad
Alta Recuperación
Alta Capacidad Alta Capacidad
Baja Recuperación Baja Recuperación
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 28
Caída de Presión en EtapasCaída de Presión en Etapas
Flujo
Presión
Fluido a través de las Etapas de la Válvula
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 29
Trim Cavitrol III 2 PasosTrim Cavitrol III 2 Pasos
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 30
Trim Cavitrol III 3 PasosTrim Cavitrol III 3 Pasos
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 31
Vista Superior Vista Superior
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 32
Trim Cav IV – Combinación Flujo Radial / AxialTrim Cav IV – Combinación Flujo Radial / Axial
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 33
Trim DSTTrim DST
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 34
Válvulas de Control para Aplicaciones de CavitaciónVálvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación
� Válvula de Angulo Modelo 461
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 35
Válvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación – Métodos de Manejo de CavitaciónVálvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación – Métodos de Manejo de Cavitación
� Válvulas Especiales “SS”
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 36
Problema: Requiere Cierre HerméticoProblema: Requiere Cierre Hermético
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 37
Caja CaracterizadaCaja Caracterizada
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 38
Trim Micro Flat Trim Micro Flat
Trim Micro-Flat para Cavitación proveeprotección al asiento para optimizar eltiempo de vida útil en aplicaciones deCavitación. Es disponible desde 0.25 inchde diámetro de puerto con un coeficienteCv de 0.01. Recomendado para unamáxima caída de presión de 1000 psi.Mas allá de este valor disminuye eltiempo de vida útil.
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 39
Trim Micro Flat Múltiple EtapasTrim Micro Flat Múltiple Etapas
Este Trim es utilizado para eliminar laCavitación, Incluye un diseño de asientoprotegido para caídas de presión hasta4000 psi. Para optimizar el tiempo de vidaútil en aplicaciones de Cavitación utilizamateriales como el Stellite y AceroInoxidable 440C. Puede controlar flujosmuy pequeños hasta C v = 0.01.
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 40
Trim Cav- FlatTrim Cav- Flat
Este Trim incorpora un diseño deasiento protegido y puedeproporcionar control paracoeficientes C v = 0.05, no serecomienda utilizarlo en valoresmenores. Este Trim es disponibleen materiales estándar de CavitrolIII
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 41
Válvulas de Control para Aplicaciones de CavitaciónVálvulas de Control para Aplicaciones de Cavitación
Video Demo
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 42
FlasheoFlasheo1. Pvc es menor Pv
2. Se forman Burbujas de Vapor3. Las Burbujas de Vapor explotan
• Se vaporiza el Fluido
Cavitación
FlashingPv
Distancia
P1 Pvc P2
Fluido Liquido Vaporización del Fluido (Flashing)
Flujo
Vena Contracta
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 43
Daños por FlasheoDaños por Flasheo� Daño por Flasheo
� Típico Tapón Dañado
Métodos para Manejo de Flasheo
� Endurecimiento de los Materiales
[File Name or Event]Emerson Confidential27-Jun-01, Slide 44
GRACIASGRACIAS
top related