Ámbito de aplicación

Esta norma establece ecuaciones para el flujo a través de válvulas de

control de estrangulación ya sea fluidos compresibles o incompresibles.

Las ecuaciones no están, sin embargo, diseñadas para su uso con fases

mixtas. El uso de estas ecuaciones para fases mixtas, lodos húmedos o

secos, o para líquidos no newtonianos puede dar lugar a imprecisiones.

Esta norma no se aplica a los componentes de energía de fluidos como

se define en las Normas de la Asociación Nacional de Energía de Fluidos

(NFPA).

General

Las ecuaciones de esta norma se basan en el uso de factores de

dimensionamiento obtenidos por las pruebas físicas de muestras de

válvula de control en un laboratorio utilizando los procedimientos de la

ISA S39.02, “Procedimientos de Prueba de la Capacidad de las Válvula

de Control”. Los factores de dimensionamiento de las válvulas de

estrangulamiento se refieren a la condición “nominal” o totalmente

abierta, a menos que de lo contrario sean identificados.

Ecuaciones de dimensionamiento de líquidos

La ecuación para el flujo de un líquido a través de una válvula toma

cualquiera de las siguientes formas:

La caída de presión utilizada para calcular el flujo esta limitada a Δp T

(consulte la ecuación 12 o 13) a causa de asfixia.

Ecuaciones de dimensionamiento de gas o vapor

El flujo de gas o vapor a través de una válvula puede ser calculada

utilizando cualquiera de las siguientes formas de las ecuaciones básicas:

En todas las anteriores x fórmulas de gas no puede exceder FkXt, a pesar

de que la relación de la caída de presión real es mayor, debido al efecto de

estrangulamiento de flujo.

Constante Numérica, N

La constante numérica N es una función de las unidades de medición

utilizadas. Valores para N se enumeran en la tabla A 3a.

Factor de Geometría de la Tuberia, Fp

El factor de geometría de la tubería F p tiene en cuenta los accesorios

tales como reductores, expansores, u otros dispositivos conectados al

cuerpo de la válvula que no están de acuerdo con el colector prueba como

se especifica en la ISA S39.02. El valor es la relación de la válvula C v

instalada con reductores al nominal Cv, de la válvula instalada en un

colector estándar. Ambos Cv serán probados bajo idénticas condiciones de

servicio.

Para cumplir con una tolerancia designada de ± 5 por ciento en el

caudal calculado, el factor Fp debe ser determinado por prueba. Cuando

los valores estimados son permisibles, la siguiente ecuación se puede

usar:

El factor ΣK es la suma algebraica de los coeficientes de carga de

velocidad efectiva de todos los dispositivos conectados, pero no

incluyendo, la válvula de control.

A.3 EQUACIONES DE DIMENSIONAMIENTO DE VALVULAS DE CONTROL

1059

Ecuaciones 23,24 y 25 dan los valores aproximados que se pueden usar

donde los valores experimentales de la K no están disponibles.

Cuando accesorios de entrada y de salida son idénticos KB1 = KB2 y por

lo tanto abandonar la expresión. En aquellos casos en los que los

diámetros de tuberías de acercamiento y salida de la válvula son

diferentes, los valores de KB1, y KB2 se calculan mediante el uso de:

Factores de dimensionamiento de líquido

Factor de relación de presión crítica de líquido, FF

El factor de relación de presión crítica de líquido es la relación de la

presión de la vena contracta aparente en condiciones de flujo de

estrangulación a la presión de vapor del líquido a la temperatura de

entrada. Aunque FF varía con diferentes fluidos, una evaluación

aproximada se puede hacer usando la curva de la Figura A.3k o la

Ecuación 26. Valores experimentales deben ser utilizados cuando sea

posible para mantener la máxima precisión de tamaño.

Cavitación y Parpadeo

El procedimiento utilizado para válvulas de control de tamaño para

servicio de líquido debe considerar la posibilidad de cavitación o

parpadeando, ya que estos fenómenos pueden limitar la capacidad de la

válvula, así como producir daños físicos a la válvula. Con el aumento

de la caída de presión a través de la válvula,

cavidades de vapor se forman cuando la presión

de la vena contracta cae por debajo de

1060

Coeficiente de resistencia corriente arribaCoeficiente de resistencia corriente abajoCoeficiente de Bernoulli