a. Válvulas de control
La selección
de válvulas de control del tipo o tamaño equivocado puede dar como resultado un
pobre rendimiento, severos transitorios, y reparaciones frecuentes. La
selección de válvulas de control apropiadas requiere comprender varios tipos de
válvulas de control y analizar cómo funcionan como parte del sistema en el que
se instalan. Una válvula de control que opera satisfactoriamente en un sistema
puede ser totalmente inadecuada en otro. Cada tipo de válvula tiene
características únicas que dan ventajas o desventajas comparadas con las otras.
Las características de las válvulas de control que describen su rendimiento
hidráulico y que serían considerados en el proceso de selección incluyen:
2.
Velocidad requerida para abrir completamente y
firmemente el asiento del disco.
3.
Caída de presión en caudal máximo.
4.
Estabilidad del disco en aperturas parciales.
5.
Sensibilidad del movimiento del disco ante
perturbaciones aguas arriba.
6.
Velocidad del cierre de la válvula comparado con
la tasa de inversión de caudal del sistema.
La
estabilidad del disco varía con el caudal, posición del disco, y perturbaciones
aguas arriba y es un factor importante para determinar la vida útil de una
válvula de control. Para la mayoría de las aplicaciones es preferible
dimensionar la válvula de control de forma que el disco esté completamente
abierto y firmemente el asiento trasero en caudales normales. Uno de los peores
errores de diseño es sobredimensionar la válvula de control de forma que quede
localizada justamente aguas abajo desde una perturbación tal como una bomba,
codo, o válvula de control. Si el disco no está completamente abierto, estará
sujeto a severos movimientos que aceleren el desgaste. Para evitar este
problema, puede ser necesario seleccionar una válvula de control que es más
pequeña que el tamaño de la tubería.
La elevación
de la presión transitoria generada en el cierre de una válvula de control es
otra consideración importante. La elevación de la presión es una función de lo
rápido que se cierra el disco de la válvula comparado con lo rápido que el
flujo en el sistema se invierte. La velocidad a la que el flujo en el sistema
se invierte depende del sistema. En sistemas donde tienen lugar rápidas
inversiones, el disco puede cerrar de golpe causando un transitorio de presión.
La velocidad
de cierre de una válvula viene determinada por la masa del disco, las fuerzas
cerrando el disco, y la distancia de desplazamiento desde completamente abierto
a cerrado. Las válvulas de cierre rápido tienen las siguientes propiedades: el
disco (incluyendo todas las partas móviles) es de peso ligero, el cierre es
asistido por resortes, y la carrera completa del disco es corto. Las válvulas
de retención de charnela son las válvulas de cierre más lento debido a que
violan todos estos criterios, es decir, tienen discos pesados, no tienen
resortes, y desplazamientos del disco largos. La válvula de control de tobera
es una de las válvulas de cierre más rápido debido a que el elemento de cierre
es ligero, de resorte cargado, y tiene un recorrido corto. Las válvulas de retención
silenciosas, dúo, puerta doble y horizontal con resortes son similares a las
válvulas de boquilla en sus tiempos de cierre, principalmente debido a la
fuerza de cierre del resorte.
Los sistemas
donde ocurre una rápida inversión de caudal incluyen bombas en paralelo, donde
una bomba para mientras las otras aún están operando, y sistemas que tienen
cámaras de aire o depósitos surge se cierran en la válvula de retención. Para
estos sistemas hay una alta fuente de energía aguas debajo de la válvula de retención
para hacer que el caudal se invierta rápidamente. Cuando el disco está cerca de
su asiento, comienza a restringir el caudal inverso. Esto acumula presión,
acelera el disco, y recorridos en el asiento. Sustituyendo una válvula de retención
de swing de cierre lento por una válvula de retención de acción rápida puede
conseguirse una dramática reducción de las presiones transitorias.
b. Válvulas de aire
Hay tres tipos de válvulas de aire automáticas: (1)
válvulas de aire/vacío, (2) válvulas de liberación de aire, y (3) válvulas de
combinación. La válvula de aire/vacío está diseñada para liberar aire mientras
que la tubería está llena y admite aire cuando la tubería está siendo drenada.
La válvula debe ser lo bastante grande como pueda admitirse. La válvula debe
ser bastante grande como para admitir y expulsar grandes cantidades de aire en
un diferencial de baja presión. El orificio de salida es generalmente del mismo
diámetro que la tubería de entrada.
Ver 5ª PARTE
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