I. Rendimiento Central y Terminología General
Capacidad de Flujo
El caudal nominal que pasa a través de una válvula bajo condiciones especificadas.
Coeficiente de Flujo (Valor Cv)
Una constante relacionada con la geometría de la válvula, utilizada para cuantificar la capacidad de flujo. Se define como el caudal, en galones estadounidenses por minuto (US gal/min), de agua limpia a 60 °F (aprox. 15,6 °C) que pasa a través de una válvula completamente abierta con una caída de presión de 1 psi a través de los puertos de la válvula. Un valor Cv más alto indica una mayor capacidad de flujo y una menor pérdida de presión.
Valor Cv Nominal
El coeficiente de flujo (valor Cv) de una válvula en su recorrido nominal.
Coeficiente de Flujo Relativo
La relación entre el coeficiente de flujo (valor Cv) a un recorrido especificado y el coeficiente de flujo (valor Cv) a recorrido nominal.
Rango (R)
La relación entre el flujo máximo controlable y el flujo mínimo controlable, siempre que la válvula cumpla con los requisitos especificados de desviación de la característica de flujo. A menudo se expresa como la relación entre el coeficiente de flujo máximo (Cvmax) y el coeficiente de flujo mínimo (Cvmin), es decir, R = Cvmax / Cvmin. El rango típico para las válvulas de control estándar es de 30:1 o 50:1.
Fuga del Asiento / Escape
El flujo mínimo que pasa cuando el elemento de control de flujo (por ejemplo, el obturador de la válvula) no está completamente asentado contra el asiento de la válvula, ocurriendo por debajo del flujo mínimo controlable.
Fuga en el asiento
La cantidad de fluido que pasa a través de la interfaz de sellado de la válvula cuando esta se encuentra en la posición completamente cerrada bajo condiciones especificadas de presión diferencial y temperatura. Este es un indicador importante de la estanqueidad de cierre de una válvula.
Vena Contracta
El punto donde la velocidad del fluido es máxima, y la presión estática y el área de flujo son mínimas a medida que el fluido pasa a través de una válvula. Típicamente se encuentra ligeramente aguas abajo del asiento de la válvula.
Válvula de alta recuperación de presión
Una construcción de válvula (por ejemplo, válvula de bola, válvula de mariposa) que presenta contornos internos aerodinámicos y baja turbulencia de fluidos, lo que permite que la presión aguas abajo se recupere a un alto porcentaje de la presión de entrada más allá de la vena contracta.
Válvula de Baja Recuperación de Presión
Una construcción de válvula (por ejemplo, válvula de asiento único convencional de paso recto) que, debido a la geometría de su trayectoria de flujo, causa una turbulencia de fluido significativa, lo que resulta en una recuperación de presión más débil aguas abajo de la vena contracta. La presión recuperada representa un porcentaje menor de la presión de entrada.
II. Características de Flujo
Característica de Flujo
La relación funcional entre el flujo relativo (Q/Qmax) a través de una válvula y el recorrido relativo (l/L) a medida que el porcentaje de recorrido nominal varía del 0% al 100%. Este término debe distinguirse claramente como característica de flujo inherente o característica de flujo instalada.
Característica de Flujo Inherente
La relación entre el caudal y el recorrido medidos en condiciones de prueba donde la presión diferencial a través de la válvula permanece constante.
Característica de caudal instalada
La relación entre el caudal y el recorrido en condiciones reales del sistema de tuberías, donde la presión diferencial a través de la válvula varía con el caudal debido a factores como la resistencia de la línea.
Característica de caudal de porcentaje igual
Una característica de caudal inherente donde el cambio de caudal por unidad de cambio en el recorrido es proporcional al caudal actual. En otras palabras, el logaritmo del caudal es lineal con el recorrido. Adecuado para aplicaciones que requieren regulación de amplio rango y variaciones significativas en la caída de presión del sistema.
Característica de flujo lineal
Una característica de flujo inherente donde el cambio de flujo por unidad de cambio en el recorrido es constante. Es decir, el flujo es lineal con el recorrido. Adecuado para aplicaciones donde la mayor parte de la caída de presión del sistema ocurre a través de la válvula.
Característica de Flujo de Apertura Rápida
Una característica de flujo inherente donde el flujo aumenta rápidamente durante la apertura inicial de la válvula (recorrido pequeño), después de lo cual el aumento del flujo disminuye. Comúnmente utilizado para control de encendido/apagado o de dos posiciones.
Característica de Flujo Parabólico Modificado
Una característica de flujo compuesta que proporciona una característica de porcentaje aproximadamente igual en posiciones de recorrido bajas del elemento de control de flujo y una característica aproximadamente lineal en posiciones de recorrido altas.
III. Terminología relacionada con el actuador y la fuerza
Actuador
El dispositivo de accionamiento de una válvula de control que genera empuje o par basado en una señal de control para mover el vástago o eje de la válvula.
Actuador de Doble Efecto
Un actuador que puede proporcionar fuerza motriz en cualquier dirección (abrir o cerrar) utilizando energía externa (por ejemplo, presión neumática o hidráulica).
Rango del Resorte
El rango de ajuste del resorte dentro de un actuador, utilizado para equilibrar la fuerza desequilibrada inducida por el proceso en condiciones de operación reales, asegurando que la válvula pueda posicionarse de manera estable en el recorrido requerido.
Rango de Presión del Diafragma
La diferencia entre las presiones alta y baja aplicadas al diafragma de un actuador de diafragma requerida para producir el recorrido nominal del vástago de la válvula.
Rango de Presión Inherente del Diafragma
El rango de presión del diafragma medido con el cuerpo de la válvula a presión atmosférica (es decir, sin influencia de la presión del proceso).
Rango de Presión Instalado del Diafragma
El rango de presión requerido en el diafragma para producir el recorrido nominal del vástago de la válvula mientras la válvula está sometida a las presiones reales del proceso. Debido a las fuerzas de desequilibrio dinámico generadas por el fluido del proceso, este rango generalmente difiere del rango de presión inherente del diafragma.
Área Efectiva
En un actuador de diafragma, la porción del área del diafragma que genera efectivamente la fuerza de salida. Esta área varía con el recorrido del diafragma, y los diafragmas moldeados presentan menos variación que los diafragmas planos.
Fuerza de Desequilibrio Dinámico
La fuerza neta que actúa sobre el obturador de la válvula (o tapón de la válvula) en cualquier apertura de válvula especificada debido a la acción de la presión del fluido de proceso.
Fuerza de Desequilibrio del Vástago
La fuerza neta generada en el vástago de la válvula en cualquier posición debido a la presión del fluido.
Constante Elástica del Resorte
El cambio en la fuerza del resorte por unidad de cambio en la compresión (o extensión) del resorte. En actuadores de diafragma, esto se expresa típicamente en libras-fuerza por pulgada (lbf/in).
IV. Seguridad y modos de fallo
Cierre por fallo (FC)
Un estado seguro: cuando se interrumpe el suministro de aire de accionamiento a un actuador neumático, la fuerza del resorte dentro del actuador lleva el elemento de control de flujo de la válvula a la posición de cierre.
Abierto en Fallo (FO)
Un estado seguro: cuando se interrumpe el suministro de aire de accionamiento a un actuador neumático, la fuerza del resorte dentro del actuador lleva el elemento de control de flujo de la válvula a la posición abierta.
Seguro en Fallo
Una característica crítica de una válvula y su actuador: al interrumpirse la fuente de energía de accionamiento (por ejemplo, suministro de aire, energía eléctrica), el elemento de control de flujo de la válvula se mueve automáticamente a una posición segura preestablecida. Esta posición segura puede ser completamente cerrada, completamente abierta o permanecer en la última posición (Mantener en Última Posición), dependiendo de los requisitos de seguridad del proceso. Lograr una función compleja de "mantener la última posición" generalmente requiere sistemas de control auxiliares (por ejemplo, tanques de aire, válvulas solenoides).
Válvula Normalmente Cerrada (NC)
Sinónimo de "Cierre por Fallo".
Válvula Normalmente Abierta (NA)
Sinónimo de "Apertura por Fallo".
V. Construcción y Configuración
Empuje para cerrar / Aire para cerrar
Una construcción de válvula de paso directo donde el elemento de control de flujo se encuentra entre el actuador y el asiento de la válvula. Cuando el vástago del actuador se mueve hacia abajo (extendiendo), empuja el elemento de control de flujo contra el asiento, cerrando así la válvula. Esta construcción también se conoce como acción directa.
Empujar para abrir / Aire para abrir
Una construcción de válvula de paso directo donde el asiento de la válvula se encuentra entre el actuador y el elemento de control de flujo. Cuando el vástago del actuador se mueve hacia abajo (extendiendo), aleja el elemento de control de flujo del asiento, abriendo así la válvula. Esta construcción también se conoce como acción inversa.
Recorrido nominal
La distancia que se mueve el elemento de control de flujo de la válvula desde la posición completamente cerrada hasta la posición completamente abierta recomendada por el fabricante.