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Proceso y válvulas de estrangulamiento




Enviado por lavin77



    PROCESO DE ESTRANGULAMIENTO Y VALVULAS DE
    ESTRANGULAMIENTO

    PROCESO DE
    ESTRANGULACION.

    Cuando un fluido se expande desde una región de
    alta presión hasta otra de baja presión
    generalmente se hace trabajo, o se producen cambios en la
    energía potencial y cinética. Cuando no ocurren
    tales efectos se dice entonces que el proceso es de
    estrangulamiento. Por lo general se realiza mediante
    válvulas que estrangulan el fluido, pues este al adquirir
    una velocidad alta
    se disipa en turbulencia, o pueden reducirse a cero mediante la
    correcta selección del tubo.

    El proceso de
    estrangulamiento obedece a la ecuación denominada
    expansión de Joule – Thomson ( h1 = h2 ).

    EFECTO DE JOULE THOMSON.

    Las investigaciones
    realizadas por Joule y Kelvin demostraron que la temperatura de
    un gas se reduce
    cuando se somete a una estrangulación

    esto no es universalmente valido para todos los gases.

    Para cada gas, hay valores
    diferentes de presión y temperatura en
    los que no se produce cambio de
    temperatura
    durante una expansión de Joule – Thomson. Esta temperatura
    recibe el nombre de temperatura de
    inversión. Por debajo de esta el gas se
    enfría durante la estrangulación, mientras que por
    arriba de esta el gas sufre un
    aumento en su temperatura.

    En si el efecto principal del proceso de
    estrangulamiento es el de lograr una caída significativa
    de la presión sin que halla ninguna interacción del
    trabajo ni tampoco que halla cambios en la energía
    cinética y potencial.

    VALVULAS DE ESTRANGULAMIENTO

    Una válvula de estrangulamiento es simplemente
    una restricción al flujo, si bien se reduce la
    presión, no realiza trabajo y por lo general la
    transferencia de calor es
    pequeña. Si se elige el volumen de
    control lo
    suficientemente alejado de dicha restricción, el cambio de
    energía cinética resulta pequeño.

    La selección de la válvula adecuada para
    una aplicación se facilita si primero se estudian los
    cuatro tipos básicos de válvulas de control de
    estrangulación: válvulas de globo con jaula,
    válvulas de bola, de disco excéntrico y de
    mariposa.

    Las válvulas de bola han sido casi de uso
    universal, pero la válvula moderna con jaula ha desplazado
    casi por completo a la de globo con guías superior e
    inferior y con orificio sencillo o doble, se destacan por su
    facilidad de cambiar de guarnición, que son el macho,
    jaula y anillo de asiento separado.

    La válvula de globo, disponible en tamaños
    de hasta l6 plg. se fabrica con la mayor parte de aleaciones que
    se puedan vaciar.

    Tiene ciertas limitaciones: 1) en su tamaño
    general a l6 plg.

    2) menor capacidad comparada con una válvula de
    vástago visible de igual tamaño. 3) mayor costo en especial
    la de tamaños grandes.

    Hay diversos tipos de válvulas de bola para
    estrangulación. Además de la bola estándar
    las hay unas que emplean bola parcial. En otro diseco que es una
    combinación de válvula de bola con una de mariposa
    de alto rendimiento, un disco gira desde la posición
    cerrada hasta una en la que se descubre el conducto para el
    flujo.

    Las válvulas de bola se denominan de alta
    recuperación lo cual significa que la presión en la
    salida se recupera hasta un valor cercano
    del de entrada, requieren menor caída de presión
    para permitir un mayor volumen de
    flujo.

    Otro tipo de válvula es el de mariposa de alto
    rendimiento que tiene un disco con su eje descentrado desde la
    línea de centros de la válvula; con ello se tiene
    movimiento
    excéntrico del disco cuando abre o cierra la
    válvula. Una característica importante es que el disco
    solo hace contacto con el asiento en unos cuantos grados de
    rotación durante el cierre, esto reduce el gasto del sello
    y evita su deformación permanente, además como el
    sello no tiene rozamiento durante la estrangulación hay
    baja fricción y requiere menor torsión para su
    accionamiento. La válvula de mariposa de disco
    excéntrico igual que la de bola, tiene asientos de
    elastomero o de metal.

     

     

    Autor:

    Lavín Maldonado Alberto.

    INSTITUTO TECNOLOGICO DE CELAYA

    Ingeniería mecánica

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