Características Inherentes y Efectivas de las Válvulas.
(V1)
(V2)
(V3)
(V4)
(V5)
Características de caudal inherente tipo lineal
Es la característica en la cual iguales incrementos de carrera determinan iguales variaciones de caudal. Su expresión matemática está dada por la ecuación V1.
Dónde:
R = rango habilidad
q = caudal a pérdida de carga constante (m^3/s).
l = carrera de la válvula (mm)
Características de caudal inherente tipo parabólica modificada
Se trata de una característica de caudal intermedia entre la lineal y la igual porcentaje. No se puede tener una definición exacta como para las características anteriores por el hecho de ser una característica modificada. Matemáticamente, se la puede definir mediante la expresión V3.
Dónde:
q = caudal a pérdida de carga constante (m^3/s).
l = carrera de la válvula (mm).
K = constante (depende de la velocidad del fluido, dimensiones de la tubería, entre otros).
Características de caudal efectivas
Hay que señalar que, en la mayor parte de las válvulas que trabajan en condiciones reales, la presión diferencial cambia cuando varía la apertura de la válvula, por lo cual, la curva real que relaciona la carrera de la válvula con el caudal, se aparta de la característica de caudal inherente. Esta nueva curva recibe el nombre de característica de caudal efectiva.
Como la variación de presión diferencial señalada depende de las combinaciones entre la resistencia de la tubería y las características de las bombas y tanques del proceso, es evidente que una misma válvula instalada en procesos diferentes presentará, inevitablemente, curvas características efectivas distintas.
Se define r con la expresión V4.
Dónde:
r es la fracción de las pérdidas en la válvula respecto a las pérdidas totales del sistema
Δp se mide en bar.
A partir de un conjunto de simplificaciones se obtiene la expresión V5:
Dónde:
q = caudal a pérdida de carga constante (m^3/s).
K = constante (depende de la velocidad del fluido, dimensiones de la tubería, entre otros).
l = carrera de la válvula (mm)
La rangoabilidad o gama de caudales regulables, que la válvula es capaz de regular manteniendo la curva característica inherente, es de 15 a 1 ó de 30 a 1 en la válvula lineal. Si bien, teóricamente, podría ser infinita, las dificultades de fabricación la limitan a este valor.
Características de caudal inherente tipo igual porcentaje (isoporcentual)
En el obturador con característica isoporcentual cada incremento en porcentaje de carrera del obturador produce un incremento porcentual igual en el caudal. El modelo matemático viene dado por la expresión 2.
Dónde:
qe =caudal efectivo (m^3/s).
qi = caudal inherente (m^3/s).