Cálculo del Regulador de Presión de Soporte
EJEMPLO
Metodología para el cálculo del Regulador de Presión de Soporte
El cálculo del regulador de presión de soporte implica determinar la capacidad de flujo requerida del regulador, el rango de ajuste necesario y la verificación de la posibilidad de ruido y cavitación.
Cálculo de la Capacidad de Flujo
La relación entre la pérdida de presión y el flujo de agua a través del regulador se denomina capacidad de flujo - Kvs.
Kvs - la capacidad de flujo numéricamente equivale a la tasa de flujo de agua en m³/h a través de un regulador de presión de soporte completamente abierto, donde la pérdida de presión es de 1 bar.
Kv - lo mismo para la apertura parcial de la válvula del regulador.
Sabemos que cuando el flujo cambia 'n' veces, la pérdida de presión cambia 'n²' veces, y de esta manera se puede determinar fácilmente el valor Kv requerido del regulador de presión al introducir el flujo calculado y el exceso de presión en la ecuación.
Algunos fabricantes recomiendan seleccionar un regulador con un valor de Kvs ligeramente mayor que el Kv calculado. Este enfoque permite un control más preciso del flujo por debajo del valor especificado, pero no permite un aumento del flujo. Recomendamos seleccionar un regulador de presión de soporte de tal forma que el valor requerido de capacidad de flujo esté dentro del rango del 50 al 70% de la apertura de la válvula. Un regulador calculado de esta manera puede reducir el flujo con suficiente precisión y también aumentarlo ligeramente.
El algoritmo de cálculo anterior genera una lista de reguladores de presión de soporte para los cuales el valor requerido de Kv cae dentro del rango del 50 al 70% del recorrido de la válvula.
El resultado de la selección indica el porcentaje de apertura de la válvula del regulador de presión en el que se regula la presión en exceso a la tasa de flujo especificada.
Selección del regulador de presión de soporte
El rango de ajuste del regulador de presión depende de la fuerza de compresión del resorte. Algunos reguladores tienen solo un resorte y un único rango de ajuste, mientras que otros pueden tener varios rangos dependiendo de la rigidez de los resortes. La presión que mantendrá el regulador debe estar aproximadamente en el tercio medio del rango de ajuste. El algoritmo proporciona una lista de reguladores en los cuales la presión establecida cae entre el 20% y el 80% del rango soportado.
Es necesario tener en cuenta que el error de calibración permitido de los resortes en los límites del rango de ajuste es del 10%.
Prevención de cavitación en el regulador de presión de soporte
La cavitación es la formación de burbujas de vapor en el flujo de agua cuando la presión cae por debajo de la presión de saturación. Este efecto de aumento de la velocidad de flujo y disminución de la presión en la sección de paso estrechada se describe mediante la ecuación de Bernoulli. La cavitación puede ocurrir en el punto de mayor reducción de presión, lo que causa daños en las piezas del regulador debido a la erosión de las partículas metálicas y aumenta el nivel de ruido.
- Temperatura del agua: cuanto mayor es, mayor es la probabilidad de cavitación.
- Presión del agua: cuanto mayor es antes del regulador, menor es la probabilidad de cavitación.
- Presión de estrangulamiento: cuanto mayor es, mayor es la probabilidad de cavitación.
- Características del regulador: depende del diseño del regulador. El coeficiente de cavitación varía para diferentes tipos y debería estar especificado en las características técnicas, pero a menudo no se incluye.
Como resultado de la prueba de cavitación, se pueden emitir los siguientes resultados:
- 'No' - No ocurrirá cavitación.
- 'Posible' - Puede ocurrir cavitación en algunos diseños, se recomienda cambiar uno de los factores.
- 'Sí' - La cavitación ocurrirá, se deben modificar los factores que influyen en su aparición.
Cálculo del ruido generado por el regulador de presión de soporte
La alta velocidad del flujo en la brida de entrada del regulador puede generar altos niveles de ruido. El nivel de ruido aceptable en la mayoría de las instalaciones es de 35-40 dB(A), lo que corresponde a una velocidad de flujo de aproximadamente 3 m/s en la entrada de la válvula. Se recomienda no superar esta velocidad al elegir el regulador.
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