Ejemplos de dimensionado de vapor usando gráficos

Veremos unos ejemplos de dimensionado de vapor usando gráficos, luego de saber qué información se debe reunir antes del dimensionado de una válvula de control y, desde luego, conocer cuáles son factores a tener en cuenta al dimensionar válvulas de control en sistemas de vapor.

El “coeficiente de flujo” requerido (Kvr) se puede determinar de varias maneras, incluyendo el cálculo utilizando las ecuaciones para el dimensionado de válvulas de control en sistemas de vapor o mediante un programa informático. Un método alternativo para un dimensionado sencillo de una válvula es usar un gráfico de Kv que mostraremos a continuación:

Dimensionado de vapor saturado

Veamos este ejemplo de dimensionado de vapor saturado y su aplicación con caída de presión crítica:

• Demanada de vapor en el intercambiador de calor = 800 kg/h
• Presión de vapor aguas arriba de la válvula de vapor = 9 bar a
• Presión de vapor requerida en el intercambiador = 4 bar a

Vea el siguiente gráfico de Kv:

1. Trazar una línea horizontal desde 800 kg/h en la ordenada de caudal de vapor.
2. Trazar una línea horizontal desde 9 bar en la ordenada de la presión de entrada.
3. En el punto donde se cruza con la línea de caída de presión crítica (diagonal superior derecha) trazar una línea vertical hacia abajo hasta que cruce la línea horizontal de 800 kg/h.
4. En este punto de cruce leer el valor Kv, es decir Kvr ≈ 7,5

Ahora, vamos con otro ejemplo de dimensionado de vapor y su aplicación en caída de presión no crítica:

• Demanada de vapor en el intercambiador de calor = 200 kg/h
• Presión de vapor aguas arriba de la válvula de vapor = 6 bar a
• Presión de vapor requerida en el intercambiador = 5 bar a

Tal y como en el ejemplo de dimensionado de vapor en caída de presión crítica, trazar una línea horizontal desde 200 kg/h en la ordenada de caudal de vapor, otra línea horizontal desde 6 bar en la ordenada de la presión de entrada hasta la caída de presión de 1 bar. Trazar una línea vertical desde el punto de intersección resultante, hasta los 200 kg /h en horizontal, en el punto de cruce leer el valor Kv, es decir Kvr ≈ 3,8

¿Sabes cómo hallar la caída de presión (DP) a través de una válvula con el valor Kv conocido? Veamos:

• Demanada de vapor en el intercambiador de calor = 3000 kg/h
• Presión de vapor aguas arriba de la válvula de vapor = 10 bar a
• Kvs de la válvula usada = 36

En el mismo gráfico, trazar una línea horizontal desde 3000 kg/h hasta que se cruce con la línea de 36 Kv . Trazar una línea vertical hacia arriba desde el punto de intersección hasta la línea horizontal de 10 bar. En el punto de cruce leer la caída de presión, es decir DP ≈ 1,6 bar.

Hay que tener en cuenta que, en los ejemplos, para convertir la presión relativa (bar r) en presión absoluta (bar a) simplemente añadir “1” a la presión manométrica, por ejemplo, 10 bar r = 11 bar a.

Dimensionado de vapor sobrecalentado

Para el Dimensionado de válvulas de control para usar con vapor sobrecalentado, veamos el siguiente ejemplo de dimensionado de vapor y las tablas de vapor sobrecalentado, en el próximo gráfico.

El siguiente ejemplo muestra cómo utilizar el gráfico para 100 °C de sobrecalentamiento: Seguir la línea correspondiente al caudal de vapor hacia la izquierda hasta la línea vertical que representa 100 °C de sobrecalentamiento y luego trazar una línea horizontal perpendicular hasta la intersección resultante.

Haciendo esto, el gráfico introduce un factor de corrección para el sobrecalentamiento y corrige el valor Kv:

Para más detalles sobre el dimensionado de válvulas de vapor usando una caída de presión arbitraria o cómo es el comportamiento del vapor en una aplicación de transferencia de calor, suscríbete al Newsletter de Vapor para La Industria, un recurso que te servirá para recibir más contenido sobre las nuevas tendencias del vapor industrial, con artículos como los tipos de intercambiadores de calor calentados por vapor.