Tipos de Válvulas

Todo fluido, al ser transportado por medio de tuberías, requiere un control de flujo, un método que impida su retorno y que libere el exceso de presión cuando esta sobrepase ciertos límites de seguridad. Para cumplir estas funciones se utilizan las válvulas. La elección de las válvulas es simple. Se debe tener en cuenta su capacidad, la clase de fluido, la temperatura del fluido, la clase y el tipo de tubería en la cual se debe instalar, la forma de realizar las conexiones, la manera como se va a operar y, finalmente, las facilidades para su buen manejo. Entre las distintas variedades de válvulas están las siguientes:

Válvulas de retención o válvula check.

La función principal de esta válvula es evitar el cambio de dirección del fluido que se conduce a través de la tubería. Hay de dos tipos distintos, conocidos como válvulas de retención a bisagra y de retención horizontal.

Válvulas de compuerta.

Permite el paso del flujo en posición completamente abierta y lo restringe en la posición completamente cerrada, con la mínima pérdida de carga posible. Cuando la válvula está en posición abierta, no solo facilita el paso del fluido en línea recta sino que, además, la sección mantiene la misma área de la tubería a la cual está unida

Válvulas de globo.

Las válvulas de globo sirven para regular o limitar el paso de un fluido. Están construidas de tal modo que cuando el fluido pasa, producen un cambio en la dirección e incrementan su resistencia al paso en forma gradual, según la posición de cierre. Para diámetros mayores de 12 pulgadas, estas válvulas son poco usadas, debido al gran esfuerzo que requieren para ser operadas bajo alta presión. En diámetros menores a una pulgada, para regular el flujo con mayor precisión, se usa otra versión de la válvula de globo, que tiene un vástago de forma cónica. Este es muy alargado y se conoce con el nombre de válvula de aguja.

Válvulas reguladoras de presión.

Se utilizan cuando es necesario reducir la presión, manteniéndola en valores prefijados, al margen de la cantidad de fluido que pasa a través de ellas.

Válvulas reguladoras de caudal.

Las válvulas reguladoras de caudal funcionan de manera similar a las reguladoras de presión, reduciendo y manteniendo el caudal de salida. En las plantas de tratamiento, estas válvulas son muy utilizadas en diámetros mayores de seis pulgadas para mantener constante el caudal de operación de los filtros rápidos de este tipo.

Válvulas de alivio de presión.

Se utilizan en tanques de presión, calderas, etcétera, donde es necesario evitar que un exceso de presión pueda causar daño en las instalaciones. Están reguladas para una determinada presión de apertura. Permanecen cerradas en funcionamiento normal y solo se abren si el fluido sobrepasa la presión requerida, liberando el exceso.

Válvula reguladora de altitud.

Se utiliza principalmente para mantener el nivel del agua en los reservorios, de modo que el ingreso se interrumpa apenas el nivel llegue a la altura deseada.

Válvula de purga de aire.

El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del flujo de agua, produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del caudal. Para evitar esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire. Estas pueden ser de accionamiento automático o manual.

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FUNDAMENTOS DE LA OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

Compresores.

Los compresores más comúnmente empleados en los sistemas de refrigeración de alimentos son los de pistón o émbolo, los rotatorios y los centrífugos. Los dos primeros son de desplazamiento positivo, efectuándose la compresión del vapor mediante un miembro compresor. En los de pistón, como su nombre indica, el miembro compresor es un pistón mientras que en los rotatorios el miembro compresor puede ser un pistón rodante, una aleta rotatoria o un lóbulo helicoidal o tornillo. En el compresor centrífugo la compresión se produce por la acción de la fuerza centrífuga la cual es desarrollada a medida que el vapor es girado por un impulsor de alta velocidad.
El tipo de compresor empleado en cada aplicación específica depende del tamaño y la naturaleza de la instalación y del refrigerante utilizado.
El compresor pistón constituye uno de los más divulgados en los sistemas de refrigeración de alimentos, adaptándose especialmente a refrigerantes que requieran desplazamientos relativamente pequeños y presiones de condensación relativamente altas.
La potencia requerida por unidad de capacidad de refrigeración y el volumen de succión por unidad de capacidad de refrigeración constituyen indicadores de la operación de estos compresores.
Entre los cálculos que pueden realizarse están la determinación de la capacidad de refrigeración y la potencia requerida al variar las temperaturas de evaporación y condensación. Asimismo, la selección de un compresor para condiciones específicas de operación reviste resulta de importancia práctica.

Evaporadores.

El equipo donde se produce la ebullición del refrigerante producto de la absorción de calor desde el foco frío recibe el nombre de evaporador. Aunque lo que se produce es una ebullición y no una evaporación, universalmente se acepta la denominación de evaporador para designar al equipo donde ocurre este proceso.
Debido a la cantidad y variedad de requisitos que deben cumplir estos equipos en función de sus diversas aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama de tipos, formas, dimensiones y diseños, pudiendo clasificarse según el medio refrigerado, el principio de operación, las características de la superficie de transferencia y según la forma de circulación del fluido a enfriar.
La capacidad de refrigeración de un evaporador está dada por la razón a la cual se trasmite el calor a través de sus paredes, proveniente del espacio o producto refrigerado al refrigerante líquido que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta capacidad está determinada por los factores que gobiernan la transferencia de calor a través de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de transferencia de calor, el área de transferencia y la diferencia de temperaturas.
La selección de evaporadores para una aplicación específica constituye un elemento de utilización práctica.

Condensadores.

El calor total rechazado en el condensador incluye tanto el calor absorbido en el evaporador como la energía equivalente al trabajo de compresión. Cualquier calor absorbido por el vapor de succión desde el aire de los alrededores también forma parte da la carga térmica del condensador. Como el trabajo de compresión por unidad de capacidad de refrigeración depende de la relación de compresión, la cantidad de calor rechazado en el condensador varía con las condiciones de operación del sistema.
Los condensadores se agrupan de manera general en enfriados por aire, enfriados por agua y evaporativos.
De igual forma que los evaporadores la capacidad del condensador está determinada por los factores que rigen la transferencia de calor.
La selección de condensadores para una aplicación dada resulta de interés práctico.

Dispositivos de expansión.

Los dispositivos de expansión tienen una doble función, la de reducir la presión del líquido refrigerante y la de regular el paso de refrigerante a través del evaporador.
Entre estos dispositivos se encuentran el tubo capilar, la válvula de expansión manual, la válvula de flotador y la válvula termostática.
La localización de estos dispositivos así como sus accesorios resultan de especial importancia ya que de ello dependerá su adecuado funcionamiento.

Sistema.

Una consideración importante es establecer las relaciones de balance entre las secciones vaporizante y condensante del sistema, esto es, que la rapidez con que se lleve a cabo la ebullición sea igual a la rapidez con que se produce la condensación.
Como todos los componentes del sistema están conectados en serie, el flujo de refrigerante que circula a través de ellos es el mismo, por lo que la capacidad de todos ellos coincidirá. La selección de los equipos del sistema debe garantizar igual capacidad de refrigeración a la temperatura de ebullición requerida para lograr remover la carga térmica. Sin embargo, cuando todos los equipos no cumplen con esta condición resulta importante determinar el punto de equilibrio correspondiente a esta condición.

Carga térmica.
La carga térmica o carga de refrigeración constituye un cálculo importante en los sistemas de refrigeración. Esta carga es el calor que debe ser removido desde el foco frío, a través del evaporador, para que en él se mantenga la temperatura requerida.

Las fuentes que contribuyen a la carga térmica son:
1. Carga de los productos: se incluyen las cargas originadas al llevar el producto, los envases y embalajes y los medios de sustentación empleados en las cámaras, a la temperatura de conservación; en el caso de la refrigeración de frutas y vegetales esta carga debe contemplar además el calor de respiración.
2. Carga por transferencia de calor a través de estructuras: comprende las cargas térmicas debido al calor que se transfiere desde el exterior a través de paredes, techo y pisos de las cámaras.
3. Carga por ventilación: se refiere a la carga térmica debida a la ventilación controlada de los productos. El almacenaje refrigerado de frutas y vegetales frescos requiere de esta ventilación para garantizar que la composición de la atmósfera del almacén no se afecte por la propia actividad metabólica de estos productos.
4. Carga por apertura de puertas: esta carga térmica es consecuencia de la apertura de las puertas, lo que provoca que el aire exterior penetre a la cámara.
5. Carga por el personal: se encuentra referida al calor que aportan las personas que penetren en la cámara, resultando dependiente de la temperatura en esta y de la actividad que se realiza.
6. Carga por equipos eléctricos: incluye las cargas por la iluminación así como por motores en funcionamiento dentro de la cámara, básicamente referidos a los de los evaporadores con movimiento forzado del aire.
Las variables que intervienen en el cálculo de las diferentes cargas térmicas pueden evaluarse haciendo uso de información reportada en la literatura.

EL ACONDICIONAMIENTO DE AGUAS

Al acondicionar o tratar el agua antes de alimentarla a una caldera estamos inhibiendo su tendencia incrustante y corrosiva.

Existen dos métodos básicos para tratar el agua:

•  Tratamiento externo

Cal carbonato en frío

Cal carbonato en caliente

Cloruro de calcio o sulfato y cal en frío

Coagulación

Sedimentación

Filtración

Ablandamiento o suavización

Aereación / Desaireación

Desmineralización

Absorción

Clarificación, clarifoculación, etc.

La combinación de estos métodos sólo son empleados en plantas en la cuales se procesan enormes cantidades de agua que hacen a los proceso rentables (termoeléctricas y petroquímica básica y secundaria).

•  Tratamiento interno

Es el tratamiento químico del agua dentro de la unidad misma,

Se emplean en procesos donde el volumen de agua a tratar no es muy elevado por lo general en la industria privada, incluyendo hoteles y baños públicos.

TA-100 CT es un tratamiento interno para calderas.

Parámetros a mantener en el agua de una caldera con el uso de TA-100 CT

INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS EN EL COMPORTAMIENTO DE LA CALDERA

pH Aunado al residual de tratamiento influye en el control de la corrosión. Un pH elevado repercute en fragilización cáustica y un ph por debajo del mínimo repercute en ataque corrosivos.

Fe La presencia del ION Fe Indica inicio o proceso corrosivo.

DUREZA TOTAL La presencia de dureza indica la falta de tratamiento o la inconstancia en la aplicación del mismo. Y puede repercutir en la formación de incrustación.

ALCALINIDAD Es debida a la presencia de hidroxilos, carbonatos y bicarbonatos, se ve afectada por la cantidad de sólidos totales disueltos.

INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS EN EL COMPORTAMIENTO DE LA CALDERA:

BENEFICIOS QUE OFRECE EL USO DE TA-100 CT

•  Controla la alcalinidad del agua asegurando el buen funcionamiento del tratamiento, evitando la fragilización cáustica y los ataques corrosivos.

•  Evita la formación de espuma, por lo que previene la contaminación del vapor y por lo tanto del condensado, así mismo previene incrustación en los alabes del turbogenerador.

•  Secuestra las sales de calcio y de magnesio, evitando la formación de depósitos incrustantes.

•  Elimina él oxigeno disuelto, evitando la oxidación.

•  Neutraliza la acidez reducida por el bióxido de carbono, disminuyendo al mínimo la corrosión en las líneas de vapor.

•  Dispersa las partículas sólidas en suspensión evitando que se adhieran entre sí.

•  Evita la precipitación de sales al lograr mantenerlas como soluciones sobresaturadas.

•  Evita que las partículas sólidas se adhieran a las paredes en contacto con el agua por lo que no se forman depósitos incrustantes de sílice o de fierro .

•  Acondiciona los lodos manteniéndolos en forma fluida evitando apelmazamientos.

•  Modifica el habito cristalino. Cambia el habito y el tamaño del cristal de precipitado de tal manera que se forman masa amorfas no adherentes entre sí, ni a las superficies metálicas.

•  Todos los componentes de TA-100 CT son de origen orgánico por lo que este es 100% BIODEGRADABLE.

•  Al evitar la formación de depósitos incrustantes mantiene en niveles adecuados la presión en el cabezal, y la transferencia del calor.

Mediante ciertas técnicas de análisis podemos determinar el estado del agua en el interior de una caldera, con ello y los datos del sistema podemos determinar la cantidad de tratamiento a emplear para acondicionar el agua.

REACCIONES QUÍMICAS

Para el buen funcionamiento de la caldera debemos cuidar el equilibrio entre 4 parámetros básicos que son:

Dureza total

Sólidos totales disueltos

pH

Residual de Tratamiento

SERVICIOS OFRECIDOS POR QUÍMICOS CALIDAD TOTAL

•  Optimización del proceso de desincrustación, en el caso de que este sea requerido.

•  Recomendación del producto adecuado, en base a la capacidad de su sistema,

•  Recomendación de la dosificación de mantenimiento diario del tratamiento.

•  Control estadístico del proceso para el tratamiento de cada sistema.

•  Implantación de un régimen de purga adecuado para cada sistema.

•  Recolección de muestras.

•  En principio análisis de muestra cada 15 días (correlacionado con su Laboratorio de Control de Calidad), a fin de corregir desviaciones a los parámetros de control, una vez estabilizado el sistema la frecuencia de muestro se abrirá a mensual.

•  Reporte cada vez que una muestra sea tomada.

TA-1 Tanque de alimentación

C-1 Caldera

TC-1 Tanque de condensador

TV-1 Trampa de vapor

B-1 Bomba de alimentación a caldera

VV-1 Válvula de Venteo

VP-1 Válvula de purga de fondos

VN-1 Válvula de purga de nivel.

Si el sistema no cuenta con recipiente de alimentación de tratamiento interno, la adición deberá hacerse a través de la válvula de venteo del taque de condensados.

Las muestras de agua deben tomarse de la purga de fondos o de la purga de nivel, no olvide purgar por lo menos durante 3 segundos antes de tomar la muestra.

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