Cálculo y selección de Reguladores de presión de alivio
EJEMPLO
Metodología de cálculo del Regulador de Presión de Alivio
El cálculo del regulador de presión de alivio consiste en determinar la capacidad de flujo del regulador, el rango de ajuste necesario, y verificar la posibilidad de ruido y cavitación.
Cálculo de la capacidad de flujo
La relación de la pérdida de carga con el caudal de agua a través del regulador de presión se llama capacidad de flujo - Kvs.
Kvs - la capacidad de flujo es numéricamente igual al caudal de agua en m³/h, a través del regulador de presión completamente abierto, donde las pérdidas de presión son de 1 bar.
Kv - lo mismo, en apertura parcial del obturador del regulador.
Sabiendo que al cambiar el caudal en 'n' veces, las pérdidas de presión en el regulador cambian en 'n²' veces, no es difícil determinar el valor necesario de Kv del regulador de presión de alivio, sustituyendo en la ecuación el caudal calculado y la presión de sobrepresión.
Algunos fabricantes recomiendan elegir un regulador de presión con el valor Kvs más cercano y superior al valor Kv obtenido. Este enfoque de selección permite regular con mayor precisión los caudales de agua por debajo del valor calculado, pero no permite aumentarlos. Recomendamos seleccionar reguladores de presión de alivio de tal manera que el valor necesario de la capacidad de flujo esté en el rango del 50 al 70% del recorrido del vástago. Un regulador de presión calculado de esta manera podrá reducir con suficiente precisión el caudal en comparación con el especificado, así como aumentarlo ligeramente.
El algoritmo mencionado anteriormente produce una lista de reguladores de presión de alivio, para los cuales el valor necesario de Kv cae en el rango de recorrido del vástago del 50 al 70%.
Como resultado de la selección, se muestra el porcentaje de apertura del obturador del regulador de presión, donde se estrangula la presión de sobrepresión al caudal especificado.
Selección del regulador de presión
El rango de ajuste del regulador de presión depende de la fuerza de compresión del resorte. Algunos reguladores vienen de serie con un solo resorte y tienen solo un rango de ajuste, mientras que otros pueden estar equipados con resortes de diferentes rigideces y tener varios rangos de ajuste. La presión que mantendrá el regulador de presión de alivio debe estar aproximadamente en el medio de un tercio del rango de ajuste. El algoritmo produce una lista de reguladores, donde la presión especificada caerá en el rango del 20 al 80% de las presiones mantenidas.
Al elegir el rango de ajuste, es necesario tener en cuenta que el error de calibración del resorte en los límites del rango de ajuste es del 10%.
Cálculo del regulador de presión de alivio en relación a la cavitación
Cavitación - formación de burbujas de vapor en el flujo de agua, que se manifiesta al disminuir la presión por debajo de la saturación del vapor de agua. El efecto de aumento de la velocidad del flujo y la disminución de la presión en él, que se produce al estrechar la sección de paso, se describe por la ecuación de Bernoulli. La sección de paso del regulador de presión de alivio es el estrechamiento donde la presión puede caer hasta la presión de saturación, y es el lugar más probable para la formación de cavitación. Las burbujas de vapor son inestables, aparecen repentinamente y también colapsan repentinamente, lo que lleva a la erosión de partículas de metal de los elementos del regulador, lo que inevitablemente causará su desgaste prematuro. Además del desgaste, la cavitación provoca un aumento del ruido durante el funcionamiento del regulador.
- Temperatura del agua - cuanto más alta, mayor es la probabilidad de cavitación.
- Presión del agua - antes del regulador, cuanto mayor, menor es la probabilidad de cavitación.
- Presión estrangulada - cuanto mayor, mayor es la probabilidad de cavitación.
- La característica de cavitación del regulador está determinada por las particularidades del elemento estrangulador del regulador. El coeficiente de cavitación varía para diferentes tipos de reguladores de presión y debe estar indicado en sus características técnicas, pero dado que la mayoría de los fabricantes no especifican esta magnitud, el algoritmo de cálculo incluye un rango de coeficientes de cavitación más probables.
Como resultado de la verificación de cavitación, se puede emitir el siguiente resultado:
- «No» - no habrá cavitación.
- «Posible» - en algunas construcciones de válvulas, la cavitación puede ocurrir, se recomienda cambiar uno de los factores mencionados anteriormente.
- «Sí» - habrá cavitación, cambie uno de los factores que influyen en la aparición de cavitación.
Cálculo del regulador de presión de alivio en relación al ruido
Una alta velocidad de flujo en el puerto de entrada del regulador de presión puede causar un alto nivel de ruido. Para la mayoría de los locales donde se instalan los reguladores de presión, el nivel de ruido permisible es de 35-40 dB(A), lo que corresponde a una velocidad en el puerto de entrada de la válvula de aproximadamente 3 m/s. Por lo tanto, al seleccionar un regulador de presión de alivio, se recomienda no exceder la velocidad mencionada anteriormente.
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