La estrangulación se refiere al proceso de ajustar el caudal de un fluido abriendo o cerrando parcialmente una válvula. Si bien las válvulas de compuerta se usan comúnmente en diversas industrias por su capacidad de proporcionar una ruta de flujo completa y sin obstrucciones cuando están completamente abiertas, generalmente no se recomienda la estrangulación con válvulas de compuerta. Como proveedor de válvulas de compuerta, me gustaría profundizar en las razones detrás de este consejo.
1. Mecanismo de sellado y estrangulamiento
Las válvulas de compuerta están diseñadas con una compuerta o disco que se mueve perpendicular a la dirección del flujo para bloquear o permitir el paso del fluido. Cuando la válvula está completamente abierta, la compuerta se retrae completamente hacia el casquete de la válvula, lo que proporciona una ruta de flujo recta con una resistencia mínima. El sellado de una válvula de compuerta se produce cuando la compuerta se baja completamente y hace contacto con los asientos de la válvula en ambos lados.
Sin embargo, cuando se utiliza una válvula de compuerta para estrangular, la compuerta sólo desciende parcialmente. En este estado, el fluido que fluye a través de la válvula tiene un chorro de alta velocidad que incide en la compuerta y los asientos. Este flujo de alta velocidad puede causar erosión de las superficies de sellado. Por ejemplo, en unVálvula de compuerta de disco de cuña, el disco en forma de cuña está diseñado para proporcionar un sello hermético cuando está completamente cerrado. Pero durante la aceleración, el fluido de alta velocidad puede desgastar la superficie de la cuña y los asientos, provocando fugas con el tiempo.
2. Características del flujo
Las válvulas de compuerta no están diseñadas para controlar el flujo gradualmente. Sus características de flujo son más binarias: completamente abiertas o completamente cerradas. Cuando una válvula de compuerta está parcialmente abierta, el área de flujo cambia de manera no lineal con el movimiento de la compuerta. Esta característica de flujo no lineal dificulta el control preciso del caudal.
Por el contrario, otros tipos de válvulas, como las válvulas de globo, están diseñadas específicamente para estrangular. Las válvulas de globo tienen un tapón que se mueve paralelo a la dirección del flujo y el área de flujo cambia de forma más lineal a medida que se ajusta el tapón. Esta relación lineal entre la posición de la válvula y el caudal permite un control más preciso del flujo de fluido. Por ejemplo, en un proceso donde se requiere un caudal constante y preciso, el uso de una válvula de compuerta para estrangular puede generar un flujo inconsistente, lo que puede afectar el rendimiento general del sistema.
3. Vibración y ruido
La estrangulación con una válvula de compuerta puede provocar vibraciones y ruidos importantes. Cuando el fluido pasa a través de la válvula de compuerta parcialmente abierta, experimenta cambios repentinos de velocidad y presión. Estos cambios rápidos crean turbulencias en el flujo de fluido, lo que a su vez hace que vibren la válvula y las tuberías conectadas.
La vibración puede tener varios impactos negativos. En primer lugar, puede aflojar los componentes de la válvula con el tiempo, lo que provoca posibles fugas y fallas mecánicas. En segundo lugar, el ruido generado por las vibraciones puede resultar una molestia en entornos industriales e incluso puede suponer un riesgo para la salud de los trabajadores si los niveles de ruido son demasiado elevados. Por ejemplo, en unVálvula de compuerta de disco sólido, el disco sólido puede ser más propenso a vibrar durante la aceleración debido a su gran superficie expuesta al fluido de alta velocidad.
4. cavitación
La cavitación es otra preocupación importante cuando se acelera con válvulas de compuerta. La cavitación ocurre cuando la presión del fluido cae por debajo de su presión de vapor, provocando la formación de burbujas de vapor. Cuando estas burbujas se desplazan a una zona de mayor presión, colapsan repentinamente, generando ondas de choque de alta intensidad.
En una válvula de compuerta, la estrangulación puede causar una caída de presión significativa a través de la compuerta parcialmente abierta. Esta caída de presión puede ser suficiente para inducir cavitación. Las ondas de choque generadas por el colapso de las burbujas pueden dañar las partes internas de la válvula, incluida la compuerta, los asientos y el cuerpo de la válvula. en unVálvula de compuerta de losa, el disco plano grande puede ser más susceptible a daños por cavitación, ya que el patrón de flujo de fluido a su alrededor puede provocar caídas de presión más severas durante la estrangulación.
5. Costos operativos y de mantenimiento
El uso de una válvula de compuerta para estrangular puede aumentar los costos operativos y de mantenimiento. Como se mencionó anteriormente, la estrangulación puede causar erosión, vibración y cavitación, todo lo cual conduce al desgaste prematuro de la válvula. Esto significa que será necesario reemplazar o reparar la válvula con más frecuencia, lo que aumentará el costo de mantenimiento.
Además, el control de flujo inconsistente y las posibles fugas asociadas con las válvulas de compuerta estranguladoras también pueden generar ineficiencias en el sistema. Por ejemplo, en un sistema de tuberías, si el caudal no se puede controlar con precisión, puede resultar en un suministro excesivo o insuficiente del fluido, lo que puede desperdiciar energía y recursos. Esta ineficiencia se traduce en mayores costos operativos con el tiempo.
Conclusión
En conclusión, si bien las válvulas de compuerta son excelentes para el servicio de apertura y cierre, no se recomienda estrangularlas debido a su mecanismo de sellado, características de flujo, potencial de vibración y ruido, problemas de cavitación y los costos operativos y de mantenimiento asociados. Como proveedor de válvulas de compuerta, siempre recomiendo a mis clientes que utilicen válvulas de compuerta en aplicaciones en las que estén completamente abiertas o completamente cerradas. Para aplicaciones de estrangulación, son más adecuados otros tipos de válvulas, como válvulas de globo, válvulas de bola o válvulas de mariposa.
Si está buscando válvulas de compuerta de alta calidad para servicio de apertura y cierre o necesita asesoramiento sobre la selección de válvulas para su aplicación específica, no dude en contactarnos para una discusión detallada. Estamos comprometidos a brindarle las mejores soluciones de válvulas para satisfacer sus necesidades industriales.
Referencias
- Manual de válvulas, segunda edición, por Milton Beychok.
- Mecánica de fluidos y termodinámica de turbomáquinas, cuarta edición, por SL Dixon y CA Hall.
- Válvulas industriales: una guía para la selección y el dimensionamiento, por Tom G. Smith.
