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partir de apuntes tomados en capacitaciones dictadas por Giora
Heimann Technical ConsultantE-Mail: [email protected] POSIBLES
SOLUCIONES A LA REDUCCIN DE PRESIN EN SITUACIONES DE ALTOS VALORES
DE DIFERENCIAL.LA CAVITACION. Comencemos recordando que es una
REDUCTORA de PRESION Una vlvula reductora de presin busca controlar
la presin AGUAS ABAJO de la vlvula, con independencia de la presin
aguas arriba y con independencia del flujo, demanda o consumo. Que
es la CAVITACION? La cavitacin es un fenmeno fsico que esta
relacionado con los fluidos y la velocidad de los mismos. La
cavitacin es el pasaje del agua del estado lquido al gaseoso y
finalmente al lquido, producto de un cambio brusco en la velocidad
del agua. Para el caso de las vlvulas (sean vlvulas automticas,
mariposas, esclusas, de globo, etc.), se verifica una reduccin en
la seccin y aumento en la velocidad y el posterior aumento en la
seccin y disminucin en la velocidad. La cavitacin es un efecto no
deseado que aparece cuando se verifica un importante diferencial de
presin entre 2 puntos, aguas arriba y aguas abajo de la vlvula.
REDUCTORADEPRESIONP2 DOROT control valves - Technical support-
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#06 Si por ejemplo la presin de entrada es de 90 m y debe ser
reducida a 15 m.
SECCION
.
PRESION
.
VELOCIDAD
. Frente a la necesidad de generar una importante reduccin en la
presin, se debe producir una estrangulacin en la seccin. Al pasar
el agua por la seccin reducida, la velocidad aumenta notablemente
para luego volver a los valores originales. La CAVITACION genera en
primer lugar RUIDO, luego VIBRACIN y finalmente ORIFICIOS o CAVAS
sobre el cuerpo de la vlvula (de ah en nombre de cavitacin). La
cavitacin que daa la vlvula se la conoce como cavitacin
destructiva. Es importante destacar que tanto el ruido como la
vibracin, no afectan la vlvula; lo que realmente importante es la
cavitacin destructiva, la cual en ms o menos tiempo terminar daando
la vlvula. DOROT control valves - Technical support- Export
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CAVITACION CAVITACION CAVITACION CAVITACIONDESTRUCTIVA DESTRUCTIVA
DESTRUCTIVA DESTRUCTIVAPRESIONDE PRESIONDE PRESIONDE
PRESIONDEENTRADA ENTRADA ENTRADA ENTRADAPSImca PSImca PSImca
PSImcaZONADE ZONADE ZONADE ZONADEOPERACIN OPERACIN OPERACIN
OPERACINSEGURA SEGURA SEGURA SEGURAZONADE ZONADE ZONADE
ZONADEOPERACIN OPERACIN OPERACIN OPERACINRUIDOSA RUIDOSA RUIDOSA
RUIDOSACAVITACION CAVITACION CAVITACION CAVITACIONNODESTRUCTIVA
NODESTRUCTIVA NODESTRUCTIVA NODESTRUCTIVAEjemploII EjemploII
EjemploII EjemploIIEjemploI EjemploI EjemploI EjemploIEjemplo
Ejemplo Ejemplo EjemploIII III III IIIPRESIONDE PRESIONDE PRESIONDE
PRESIONDESALIDA SALIDA SALIDA SALIDAmca mca mca mcaPSI PSI PSI
PSISERIE SERIE SERIE SERIE300 300 300
300ApartirdeensayosrealizadosenlaUtahStateUniversity
ApartirdeensayosrealizadosenlaUtahStateUniversity
ApartirdeensayosrealizadosenlaUtahStateUniversity
ApartirdeensayosrealizadosenlaUtahStateUniversity EE EE EE EE. ..
.UU UU UU UU. . . .yenelDelftHydraulicLaboratory
yenelDelftHydraulicLaboratory yenelDelftHydraulicLaboratory
yenelDelftHydraulicLaboratory Holanda Holanda Holanda Holanda. ..
.Para Serie 300: < 1.45 hay riego de cavitacin destructiva >
1.45 no hay riego de cavitacin destructiva Serie 300 - como saber
si la vlvula esta operando bajo condiciones de CAVITACION? Es
importante destacar que la cavitacin no esta directamente
relacionada con el CAUDAL, sino con la relacin de presin entre
aguas arriba y aguas abajo. Una vlvula puede estar sometida a
condiciones de cavitacin tanto con alto como con bajo caudal. Para
el caso de las vlvulas reductoras de presin S300, se considera el
coeficiente sigma el cual propone que: C Co oe ef fi ic ci ie en nt
te e d de e c ca av vi it ta ac ci i n n = = ( (P P1 1- -P Pv v) )
/ / ( (P P1 1- -P P2 2) ) P1 = presin aguas arriba P2 = presin
aguas abajo Pv = tensin de vapor del fluido (-9 metros) Otra opcin
es mediante el uso de tablas o bacos DOROT control valves -
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BOLETIN TECNICO #06 Ejemplo I. P1 de entrada = 145 m / P2 de salida
= 18 m. (s ss s = 1,21 < 1,45). Condiciones inadecuadas. La
vlvula se ver daada en el corto tiempo. Cavitacin destructiva.
Ejemplo II. P1 de entrada 165 m / P2 de salida = 58 m. (s ss s =
1,63 > 1,45). Condicin ruidosa de operacin, superior a los 80 db
aconsejables para el odo humano. Cavitacin no destructiva. Ejemplo
III. P1 de entrada 105 m / P2 de salida 67 m. (s ss s = 3,00 >
1,45). Condiciones seguras de operacin. Ausencia de cavitacin.
Ahora, que se puede hacer si se debe reducir presin y se esta bajo
condiciones de CAVITACION? 5 posibles soluciones:1 1) ) t tr ra ab
ba aj ja ar r c co on n v v l lv vu ul la as s e el la ab bo or ra
ad da as s c co on n m ma at te er ri ia al le es s d de e a al le
ea ac ci io on ne es s d du ur ra as s 2 2) ) t tr ra ab ba aj ja
ar r c co on n u un na a v v l lv vu ul la a a au ut to om m t ti
ic ca a P PR R y y u un na a p pl la ac ca a o or ri if fi ic ci io
o 3 3) ) t tr ra ab ba aj ja ar r c co on n 2 2 v v l lv vu ul la
as s r re ed du uc ct to or ra as s P PR R e en n s se er ri ie e 4
4) ) t tr ra ab ba aj ja ar r c co on n u un na a r re ed du uc ct
to or ra a d di if fe er re en nc ci ia al l P PR R( (D D) ) y y u
un na a v v l lv vu ul la a a au ut to om m t ti ic ca a P PR R 5
5) ) t tr ra ab ba aj ja ar r c co on n l la a v v l lv vu ul la a
D DO OR RO OT T 3 30 0F F A AN NT TI IC CA AV VI IT TA AC CI IO ON
N T TR RA AB BA AJ JA AR R C CO ON N V VA AL LV VU UL LA AS S C CO
ON NS ST TR RU UI ID DA AS S A A P PA AR RT TI IR R D DE E A AL LE
EA AC CI IO ON NE ES S R RE ES SI IS ST TE EN NT TE ES S El
concepto es, a partir de aleaciones metlicas resistentes, construir
una vlvula mas dura, de forma tal que soporte las condiciones de
cavitacin destructiva. La cavitacin no se evita. Solo se evita la
rotura de la vlvula. Fue durante muchos aos una opcin muy vlida;
actualmente y por un tema de costos no esta siendo utilizada. DOROT
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P1 1 1 1= = = =90 90 90 90m mm
mLacadadepresinsehaceen2etapasVALVULA PLACAP PP P2 2 2 2= = = =15
15 15 15m mm mSeevitalacavitacin T TR RA AB BA AJ JA AR R C CO ON N
U UN NA A V VA AL LV VU UL LA A R RE ED DU UC CT TO OR RA A A AU UT
TO OM MA AT TI IC CA A Y Y U UN NA A P PL LA AC CA A O OR RI IF FI
IC CI IO O Esta es una alternativa muy interesante. La cada de
presin se hace en 2 etapas. Parte lo hace una placa orificio y
parte la vlvula reguladora de presin. DOROT control valves -
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BOLETIN TECNICO #06 La prdida de carga generada por la placa
orifico es proporcional al caudal. Si el caudal es muy variable,
esta no es una buena opcin. Veamos un ejemplo: Tubo de 200 mm
Caudal medio 180 m3/h Prdida de carga a generar por la placa
orificio: 40 m Dimetro interno del orificio de la placa = 61,5 mm
El piloto regulador de presin ser quien realice el ajuste final,
pudiendo absorber ciertas variaciones de caudal(y por lo tanto
variaciones en la prdida de carga generada por la placa), pero el
coeficiente sigma de la vlvula, en todos los caso, debe ser >
1,45. Nota: solicite al departamento tcnico de Dorot, sencillo
programa para ayudar en el dimensionamiento de la placa orificio. T
TR RA AB BA AJ JA AR R C CO ON N D DO OS S V VA AL LV VU UL LA AS S
R RE ED DU UC CT TO OR RA AS S E EN N S SE ER RI IE E En este caso,
se trabaja con 2 vlvulas iguales, ambas provistas de piloto
reductor. La cada de presin se realiza en 2 etapas y ambas vlvulas
deben ser calibradas respetando la consigna que s ss s > 1,45
CAUDAL (m3/h)Perdida de carga (m) 301,1 604,4 9010,0 12017,7
15027,7 18040,0 21054,3 24070,9 DOROT control valves - Technical
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BOLETIN TECNICO #06 T TR RA AB BA AJ JA AR R C CO ON N D DO OS S V
VA AL LV VU UL LA AS S E EN N S SE ER RI IE E = = U UN NA A R RE ED
DU UC CT TO OR RA A S ST TA AN ND DA AR RD D Y Y O OT TR RA A D DI
IF FE ER RE EN NC CI IA AL L La v v l lv vu ul la a r re ed du uc
ct to or ra a d di if fe er re en nc ci ia al l PR(D), es una
vlvula que posee doble cmara, que no posee piloto regulador de
presin y donde la presin aguas abajo, esta permanentemente
conectada con la cmara.Entre el diafragma y el disco de cierre
existe una relacin de rea de 2,7:1. Se juega con esa relacin,
generando una reduccin de presin entre aguas arriba y aguas debajo
que siempre es de 2.7:1, con independencia del valor de presin
aguas arriba y/o del caudal o consumo. La segunda vlvula instalada
en serie, aguas abajo, es una vlvula standard (provista de piloto
regulador) y permite el ajuste fino de la presin. Aqu nuevamente la
prdida de presin se realiza en 2 etapas, evitndose la cavitacin.
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AL LV VU UL LA A D DO OR RO OT T 3 30 0F F - - A AN NT TI IC CA AV
VI IT TA AC CI I N N La vlvula Dorot 30F - Anticavitacin es la
alternativa cuando se debe instalar una nica vlvula, la cual debe
soportar la totalidad de la cada en la presin. La misma esta
provista de un cilindro de Acero Inoxidable perforado, altamente
resistente a la cavitacin destructiva, el cual se instala por
debajo del disco de cierre. La vlvula 30F Anticavitacin se instala
invertida, por lo que el flujo en la zona del disco de cierre,
avanza de arriba hacia abajo.El innovador dispositivo concentra la
cavitacin en su interior y como fue dicho, esta construido de acero
altamente resistente. El mismo puede ser utilizado tanto en vlvulas
de la serie 30 (PN16) como de la serie 31 (PN25). En ambos casos,
se debe disear considerando una velocidad de circulacin mnima de
0,1 m/seg. y mxima de 2,5 m/seg. DOROT control valves - Technical
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BOLETIN TECNICO #06 La prdida de carga de la vlvula 30F -
Anticavitacin es muy alta; estando la vlvula completamente abierta,
la prdida de carga a una velocidad de 2,5 m/seg. es de 2 bar
(aunque en realidad esta vlvula es utilizada en situaciones donde
si algo se busca perder, es presin). Para la seleccin del tamao mas
adecuado de vlvula en funcin del caudal, se utiliza un criterio
diferente al de las vlvulas standard.Consultar a Dto. Tcnico de
Dorot. Aqu adentro se concentra la CAVITACION DOROT control valves
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BOLETIN TECNICO #06 DOROT Y LA INOVACIN Dorot Automatic Control
Valves no es solo es una empresa que fabrica y comercializa
soluciones de control. Dorot es una empresa ligada con la
investigacin y el desarrollo.As lo demuestra su historia. La vlvula
Dorot 30F Anticavitacin es un desarrollo propio y ha sido testeada
y aprobado por el Dto. Tcnico de Dorot. Es fruto del compromiso de
Dorot con la innovacin. La vlvula Dorot 30F Anticavitacin es
ofrecida con orgullo como una solucin probada en el control de la
cavitacin.
