Válvulas, reducciones, ensanchamientos y filtros en laboratorio integral I
1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MEXICALI
Carrera:
Ingeniería Química
MATERIA:
Laboratorio Integral I
Nombre de Práctica:
Válvulas, reducción, ensanchamiento, filtros.
Alumnos:
JAVIER CASAS SOSA
HEBER GALLEGOS
Profesor:
Norman Edilberto Rivera Pazos
2. INDICE
LABORATORIO INTEGRAL
1_OBJETIVO……………………………………………… 3
2_INTRODUCCION……………………………………...4
3_EL EQUIPO Y MATERIAL…………………………… 3
4_MODELO MATEMATICO…………………………….. 8
5_VARIABLES Y PARAMETROS………………………. 8
6_HOJA DE DATOS………………………………………. 10
7_DESARROLLO DE LA PRÁCTICA…………………… 8
8_GRAFICAS………………………………………………. 11
9_CONCLUSIONES……………………………………….. 12
10_REFERENCIAS………………………………………… 13
3. 1. OBJETIVO
Verificar físicamente el comportamiento de diferentes válvulas, filtros,
reducciones, ensanchamientos. Obtener mediciones de flujo, presión para hacer
comparaciones entre ellas.
MATERIAL Y EQUIPO.
Mesa hidrodinámica (hydrodynamics trainer with pc-data acquisition – Gunt Hamburg HM112)
4. VALVULAS
INTRODUCCIÓN
Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede
iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una
pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o
conductos.
Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la
industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar,
conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y
gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van
desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden
trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140
Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas
instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o
escurrimientos no tienen importancia.
Existen dos grandes grupos de válvulas:
- Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente
abiertas y totalmente cerradas) es su función principal.
- Válvulas de regulación en donde su función principal es poder regular el flujo
de acuerdo con las necesidades del proceso.
Válvula de bola
La válvula de bola, conocida también como de "esfera", es un mecanismo que
sirve para regular el flujo de un fluido canalizado y se caracteriza porque el
mecanismo regulador situado en el interior tiene forma de esfera perforada. Se
abre mediante el giro del eje unido a la esfera o bola perforada, de tal forma
que permite el paso del fluido cuando está alineada la perforación con la
entrada y la salida de la válvula. Cuando la válvula está cerrada, el agujero
estará perpendicular a la entrada y a la salida. La posición de la maneta de
actuación indica el estado de la válvula (abierta o cerrada).
5. Este tipo de válvulas no ofrecen una regulación tan precisa como la de una
válvula de globo pero se puede utilizar para este fin en ocasiones puntuales.
Las válvulas de bola manuales pueden ser cerradas rápidamente, lo que puede
producir un golpe de ariete. Por ello y para evitar la acción humana pueden
estar equipadas con un actuador ya sea neumático, hidráulico o motorizado.
Atendiendo al número de conexiones que posee la válvula, puede ser de dos o
tres vías.
Las válvulas con cuerpo de una sola pieza son siempre de pequeña dimensión y
paso reducido. Este tipo de construcción hace que la válvula tenga un precio
reducido. Las válvulas con cuerpo de dos piezas suelen ser de paso estándar.
Este tipo de construcción permite su reparación. Las válvulas de tres piezas
permiten desmontar fácilmente la bola, el asiento o el vástago ya que están
situados en la pieza central. Esto facilita la limpieza de sedimentos y remplazo
de partes deterioradas sin tener que desmontar los elementos que conectan con
la válvula.
El uso de la válvula está limitada por la resistencia a temperatura y presión del
material del asiento, metálico o plástico. Las aplicaciones más frecuentes de la
válvula de bola son de abertura/cierre. No son recomendables usarlas en
servicios de parcialmente abiertas por un largo tiempo bajo condiciones de alta
caída de presión a través de la válvula, ya que los asientos blandos pueden
tener tendencia a salir de su sitio y obstruir el movimiento de la bola. Se
emplean en vapor, agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas aguadas y
materiales pulverizados secos. No se emplea en o fluidos fibrosos o con
contenido de abrasivos pueden dañar la superficie de la bola y asiento.
6. Válvula de asiento
Las válvulas de asiento, también llamadas de globo (debido a la forma esférica
de los primeros modelos utilizados) En una válvula de asiento, el fluido circulan
a través de una pequeña abertura y cambia varias veces de dirección.
El obturador tiene un movimiento lineal. La mayoría de los vástagos son
roscados, permitiendo su avance mediante múltiples giros, como en las
actuadas de forma manual con volante. Las válvulas de globo automatizadas
pueden tener vástagos sin rosca, y el desplazamiento lineal viene directamente
proporcionado por el actuador.
La válvula de globo es muy utilizada en la regulación de fluidos para controlar
la. La geometría del obturador caracteriza la curva de regulación, siendo lineal
para obturadores parabólicos.
Son de uso frecuente gracias a su poca fricción y pueden controlar el fluido con
la estrangulación al grado deseado. El cierre puede ser metal-metal lo cual
permite su uso en condiciones críticas.
Las pérdidas de carga son importantes.
El movimiento lineal del eje es más corto que en las válvulas de compuerta, lo
que ahorra tiempo y desgaste. Aún así, las válvulas de globo de grandes
tamaños requieren de grandes actuadores.
El ensamblaje de la válvula de globo permite su reparación sin tener de
desmontarla de la instalación.
7. Válvula de asiento inclinado
Válvula de diafragma
Las válvulas de diafragma se utilizan para el corte y estrangulación de líquidos
que pueden llevar una gran cantidad de sólidos en suspensión.
En las válvulas de diafragma se aísla el fluido de las partes del mecanismo de
operación. Esto las hace idóneas en servicios corrosivos o viscosos, ya que evita
cualquier contaminación hacia o del exterior. La estanqueidad se consigue
mediante una membrana flexible, generalmente de elastómero, pudiendo ser
reforzada con algún metal, que se tensa por el efecto de un eje-punzón de
movimiento lineal, hasta hacer contacto con el cuerpo, que hace de asiento.
Las aplicaciones de este tipo de válvula son principalmente para presiones
bajas y pastas aguadas que a la mayoría de los demás equipos los corroerían y
obstruirían. Son de rápida abertura.
8. Válvula de diafragma
MODELO MATEMATICO
No aplica
DISEÑO DE LA PRÁCTICA
A. Conectar las mangueras a la mesa hidrodinámica el tubo ubicado en la
parte más posterior de la mesa, asegurándose de que estén bien
colocadas, evitando así la salida de flujo.
B. Conectar primero la válvula de bola en la sección entre las roscas de
conexión.
C. Conectar las mangueritas para medir el diferencial de presión en los
puertos de medición.
D. Encender la mesa hidrodinámica para iniciar con la purga, y abrir la
válvula para asegurase que no quede nada de aire dentro de las
mangueras, con la finalidad de que no altere la lectura de la diferencia
de presión.
E. Una vez purgadas las mangueras se desconectan las mangueritas de los
puertos, para poder calibrar y verificar a cero el medidor de flujo.
F. Volver a conectar las mangueritas en los puertos y abrir más o menos 3
vueltas cada valvulita de los puertos de medición de presión.
9. G. Abrir la válvula de la mesa hidrodinámica completamente, así como la
válvula de bola y empezar la toma de las medidas de flujo y diferencial
de presión desde abertura total hasta diferentes ángulos de cierre.
H. Hacer lo mismo para la válvula de diafragma y de asiento inclinado.
VARIABLES Y PARÁMETROS
• Flujo del agua en l/min
• Se realizaran al menos 10 mediciones de flujo a diferentes gastos de la y
se anotaran en la tabla de Excel.
17. CONCLUSIONES
En el caso de la reducción y el ensanchamiento, los valores de pérdidas de fricción
teórico y practico sea semejan en la dirección que llevan, la diferencia que hay entre
ellos es por los errores lógicos.
En el caso de las válvulas, aunque fueron diseñadas para medir un flujo, en el caso de
la válvula bola la medición no es muy exacta a diferencia de la válvula de asiento
inclinado o incluso la de diafragma, e ahí la tendencia de sus curvas.
Para el caso de los codos como se puede mostrar en la grafica perdida por fricción
teórico y práctico son casi iguales, esto se debe a el tipo de material del codo.