Por: Ian Cherigo y Carlos Sánchez
Una válvula es un Mecanismo que regula el flujo de la comunicación entre dos partes de una máquina o sistema. De este modo, podría definirse una válvula como un dispositivo 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.
La válvula es uno 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 unos milímetros hasta los 90 m o más de diámetro (aunque en tamaños grandes suelen llamarse compuertas). Pueden trabajar con presiones que van desde el vacío hasta más de 140 MPa y temperaturas desde las criogénicas hasta 1100 K . En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.
En las válvulas:
Pe > Ps ( presión de entrada mayor que presión de salida)
Te > Ts (temperatura de entrada mayor que temperatura de salida)
.
Q = 0 (no hay flujo de calor, está perfectamente aislada)
he = hs ( es isentálpica, entalpía igual en entrada y salida)
Ecuación de continuidad:
. .
me = ms
→ →
Ve Ae / ve = Vs As/ vs
Primera Ley de la Termodinámica:
. .
mehe - Q = mshs
he = hs
Imágenes:
Válvula de bola manual
Una válvula de bola o válvula de esfera, es un mecanismo de llave de paso
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.
Las válvulas de bola manuales pueden cerrarse rápidamente, lo que puede producir un golpe de ariete. Por ello y para evitar la acción humana pueden estar equipadas con un servomotor ya sea neumático, hidráulico o motorizado.
Válvula compuerta
La válvula de compuerta es una válvula
que abre mediante el levantamiento de una compuerta o cuchilla (la cuál
puede ser redonda o rectangular) permitiendo así el paso del fluido.
Lo que distingue a las válvulas de este tipo es el sello, el cual se
hace mediante el asiento del disco en dos áreas distribuidas en los
contornos de ambas caras del disco. Las caras del disco pueden ser
paralelas o en forma de cuña. Las válvulas de compuerta no son empleadas
para regulación.
Ventajas
- Alta capacidad.
- Cierre hermético.
- Bajo costo.
- Diseño y funcionamiento sencillos.
- Poca resistencia a la circulación.
Desventajas
- Control deficiente de la circulación.
- Se requiere mucha fuerza para accionarla.
- Produce cavitación con baja caída de presión.
- Debe estar abierta o cerrada por completo.
- La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.
Válvulas de Macho:
El
uso principal de estas, es en servicio de estrangulación. Las válvulas
macho poseen un dispositivo de cierre u obturador que está formado por
una especie de tapón troncocónico el cual gira sobre el eje
central. La caída de presión es baja. Ventajas principales
acciones rápidas, operación sencilla, espacio mínimo para
la instalación y cierre hermético.
Válvulas de Mariposa:
Una
válvula de mariposa es un dispositivo para interrumpir o regular el
flujo de un fluido en un conducto, aumentando o reduciendo la sección de
paso mediante una placa, denominada «mariposa», que gira sobre un eje.
Al disminuir el área de paso, aumenta la pérdida de carga local en la
válvula, reduciendo el flujo.
La función esencial de una válvula de retención es impedir el paso del fluido en una dirección determinada, y no retorno (retén). Mientras el sentido del fluido es el correcto, la válvula de retención se mantiene abierta, cuando el fluido pierde velocidad o presión la válvula de retención tiende a cerrarse, evitando así el retroceso del fluido. La diferencia de presiones entre la entrada y la salida hace que la válvula esté abierta o cerrada.
Esquema de funcionamiento:
Video:
Paginas de referencia:
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