dorot boletín técnico #14 - selección de una válvula reductora … · · 2017-03-01microsoft...

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BOLETIN TECNICO #14

A partir de apuntes tomados en capacitaciones dictadas por Giora Heimann Technical Consultant E-Mail: [email protected]

SELECCIÓN DE UNA VALVULA REDUCTORA DE PRESION

Válvulas Serie 300

Las válvulas de la serie 300, son válvulas automáticas de control, de cuerpo en

globo y de cierre mediante un disco rígido guiado. El presente boletín hace foco en los

aspectos que deben ser tenidos en cuenta para una correcta selección.

INTRODUCCION

La función REDUCTORA DE PRESION, es sin duda el uso más frecuente dado

a las válvulas automáticas de control.

La función REDUCCION DE PRESION, permite controlar o limitar la presión aguas

abajo, con independencia de las variaciones en la presión de entrada y con

independencia de las variaciones en el flujo, consumo o caudal.

P1 ‐ La presión de entrada puede aumentar o disminuir

Q – El caudal o flujo puede aumentar o

disminuir

P2 ‐ La presión de salida permanece

constante

Frecuentemente, la válvula REDUCTORA DE PRESION se la denomina como

REGULADORA DE PRESION


BOLETIN TECNICO #14

PARAMETROS DE SELECCIÓN

A la hora de seleccionar una válvula reductora de presión, es frecuente limitar el

listado de aspectos a tener en cuenta a solo uno o dos. Por ejemplo caudal y presión

de entrada. La realidad es que son varios los aspectos a tener en cuenta.

A saber:

Q max Máximo caudal

Q min Mínimo caudal

P1 max Máxima presión de entrada

P1 max / P2 Relación entre la máxima presión de entrada y la presión de salida

P2 Presión de salida o calibración

P1 min Mínima presión de entrada


BOLETIN TECNICO #14

Analicemos uno por uno, en forma individual.

Q max. Máximo caudal Como es bien sabido, el caudal está relacionado con la velocidad de pasaje del

agua por la válvula y de la mano de este, es posible dimensionar la válvula. Mientras

que una tubería se dimensiona para que el agua circule a 1, 2, ó 3 m/seg, para el caso

de las válvulas Dorot S300 se trabaja con hasta 5,5 m/seg. Por supuesto que a medida

que nos acercamos a los 5,5 m/seg la pérdida de carga aumenta, pero si algo se

requiere en una reductora de presión, es perder presión. De todas formas, hay muchos

técnicos que prefieren no exceder los 3,5 m/seg.

Ver Tabla de Selección de Tamaños (Q max. Para 5.5 m/seg).

Q max para 5.5 m/seg


BOLETIN TECNICO #14

Nota: recordar que a partir del tamaño de una válvula y conociendo el caudal, es

posible determinar la pérdida de carga. Aunque sin duda alguna, este hecho es

irrelevante en las válvulas reductoras de presión.

Las válvulas de la serie 300 están equipadas generalmente con pilotos de 2 vías (2W)

Q min. Mínimo caudal Producto que la mayoría de las válvulas reductoras de presión poseen dificultad

de regulación a bajo caudal, los fabricantes ponen mucho énfasis en este aspecto. A

tal punto llega la preocupación, que algunos proponen la utilización de dispositivos que

restringen el flujo, como son los V-port y U-port. Estos dispositivos, además que

desmejoran la capacidad de regulación con alto caudal (por aumento en la pérdida de

carga), no solucionan el problema de la regulación a bajo caudal. Tal es así que

dichos fabricantes proponen la colocación de una válvula de menor tamaño en by-

pass, para poder operar en los momentos de baja demanda (por ejemplo durante la

noche).


BOLETIN TECNICO #14

Propuesta de muchos fabricantes:válvula reductora de menor tamaño en by-pass

Propuesta Dorot:válvula reductora Dorot S300

Válvula grande (DIA)

Válvula pequeña (NOCHE)

Gracias al sistema LTP del disco rígido guiado de la Dorot S300, se soluciona

radicalmente esta dificultad. Tal es así que Dorot garantiza que, con independencia del

tamaño, la totalidad de las válvulas S300 son capaces de regular con muy bajo caudal,

inclusive menor a 1 m3/h (ver boletín #4 “Algo sobre la serie 300”).

P1 máx. Máxima presión de entrada

Por sí sola, la máxima presión de entrada solo importa para poder determinar la

Presión Nominal de operación de la válvula y por ende el modelo:

PN16 (P1 máx. = 16 bar) modelo 30

PN25 (P1 máx. = 25 bar) modelos 31 y 32


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P1 max/P2. Relación entre la máxima presión de entrada y la presión de salida

La cavitación es un fenómeno físico que está relacionado con los líquidos y la

velocidad de los mismos.

Si al pasar el agua por una válvula, el salto de presión entre entrada y salida es muy

importante, es posible que la presión caiga llegando al valor de la tensión de vapor. En

ese caso, el agua pasará del estado líquido al gaseoso. Al regresar nuevamente al

estado líquido, la burbuja de vapor “implotará”, generando un microchorro de alta

energía, el cual daña las paredes de la válvula. Esto es cavitación.

La cavitación es un efecto no deseado que puede afectar a las válvulas

reductoras y que se manifiesta al existir un importante diferencial de presión entre

aguas arriba y aguas abajo. (ver Boletín Técnico #06 – La cavitación y otros asuntos

de la reductoras de presión).

Para determinar si una válvula estará operando o no en condiciones de cavitación

destructiva, Dorot utiliza el coeficiente Sigma de Cavitación.

CCooeeffiicciieennttee ddee ccaavviittaacciióónn σσ== ((PP11--PPvv)) // ((PP11--PP22))

P1 = presión aguas arriba

P2 = presión aguas abajo

Pv = tensión de vapor del fluido (-9 metros, al nivel del mar)

Implosión de la burbuja de vapor y microchorro de alta energía


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Para el caso de las válvulas Dorot S300,

σ < 1.45 hay riego de cavitación destructiva

σ > 1.45 no hay riego de cavitación destructiva

Para facilitar la tarea,

los fabricantes suelen

proveer de tablas o

ábacos.

La cavitación está directamente relacionada con el diferencial de presión entre

entrada y salida y no se soluciona aumentando el tamaño de la válvula o modificando

el caudal.

Y entonces que hay que hacer?

Hay varias alternativas:

1. Utilizar una válvula con cuerpo fabricado

en aleaciones duras. Técnicamente es una opción

válida, aunque comercialmente no; son válvulas

muy caras. La cavitación no se evita, sino que no es

capaz de dañar la válvula.


BOLETIN TECNICO #14

2. Utilizar una placa orificio aguas abajo de la reductora. En este caso, el

“salto” de presión se hace en 2 etapas: la placa hace el trabajo grueso y la válvula

garantiza el ajuste final. Es bueno recordar la relación cuadrática entre caudal y

presión, por lo que esta alternativa solo podrá ser utilizada cuando el caudal sea

medianamente estable. Si por ejemplo durante la noche el consumo se reduce

notablemente, se debe

desaconsejar el uso de la

placa orificio.

3. Utilización de 2 válvulas reductoras en serie. Muy conveniente, aunque

duplica el costo.

P1 = 90 m

La caída de presión se hace en 2 etapas

VALVULA PR #1

P2 = 15 m

Se evita la cavitación

VALVULA PR #2


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4. Utilización de la válvula Dorot S300 F. La misma está provista de un cilindro

de acero perforado construido de una aleación altamente resistente a la cavitación

destructiva, el cual se instala por debajo del disco de cierre. La cavitación se confina a

un sitio donde no será capaz de generar daño alguno.

La válvula S300 F puede operar en condiciones de amplísimos diferenciales de

presión y mínimos caudales (condiciones imposibles para válvulas de tipo standard).

Las limitaciones de operación pueden venir por el lado de valores de presión de

entrada muy bajos (P1 mín) o valores de caudal muy altos (Q max). Por lo dicho, los

parámetros utilizados para seleccionar las válvulas con dispositivo anti-cavitante son

distintos a los utilizados en las válvulas standard.

El Dto. Técnico de Dorot dispone de una herramienta de selección especial para tal fin:

Aquí adentro se concentra la CAVITACION


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P2. Presión de salida

Por sí sola, la presión de calibración solo está relacionada con el rango de

operación del piloto reductor. Como es sabido, el piloto posee un resorte de tensión

variable, tensión que está relacionada con la presión de seteo o calibración.

P1 min. Mínima presión de entrada

En las válvulas reductoras de presión, si algo “sobra” es la presión de entrada,

por lo que definitivamente, este no es un punto relevante.

PILOTO Equipa a válvulas de: Resorte # ‐ color Rango de trabajo (mca / psi)#66 ‐ verde 10 ‐ 110 / 14 ‐ 160#78 ‐ amarillo 5 ‐ 30 / 7 ‐ 44#67 ‐ rojo 20 ‐ 250 / 28 ‐ 360

#53 10 ‐ 180 / 14 ‐ 260 #123 ‐ amarillo 5 ‐ 80 / 7 ‐ 115

#125 80 ‐ 370 / 116 ‐ 540

68‐410 1" ‐ 4"

CXPR 6" ‐ 32"

Resorte standard


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Resumiendo:


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