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Válvula: aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² y temperaturas desde las criogénicas hasta (815 °C ).

………………………………………Válvula de compuerta: es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento

Ventajas

Alta capacidad-Cierre hermético-Bajo costo-Diseño y funcionamiento sencillos.-Poca resistencia a la circulación.

Desventajas: Control deficiente de la circulación-Se requiere mucha fuerza para accionarla-Produce cavitación con baja caída de presión-Debe estar cubierta o cerrada por completo-La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.

Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación-Para uso poco frecuente-Para resistencia mínima a la circulación-Para mínimas cantidades de fluido o líquido atrapado en la tubería.

Se aplican para usar con aceites y petróleo, gas, aire, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.

Válvula macho: es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°

Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total-Para accionamiento frecuente-Para baja caída de presión a través de la válvula-Para resistencia mínima a la circulación-Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.

Ventajas: Alta capacidad-Bajo costo-Cierre hermético-Funcionamiento rápido

Desventajas: Requiere alta torsión (par) para accionarla-Desgaste del asiento-Cavitación con baja caída de presión.

Se usan para líquidos, vapores, gases, corrosivos.

Válvulas de globo

Es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que cierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería

Recomendada: Estrangulación o regulación de circulación-Para accionamiento frecuente-Para corte positivo de gases o aire-Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación

Ventajas: Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento-Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete-Control preciso de la circulación-Disponible con orificios múltiples.

Desventajas: Gran caída de presión-Costo relativo elevado.

Válvulas de mariposa

Es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación

Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total-Servicio con estrangulación-Para accionamiento frecuente-Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos-Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería-Para baja ciada de presión a través de la válvula.

Se aplican para líquidos, gases, líquidos con sólidos en suspensión.

Ventajas: Ligera de peso, compacta, bajo costo-Requiere poco mantenimiento-Numero mínimo de piezas móviles-No tiene bolas o cavidades-Alta capacidad-Circulación en línea recta-Se limpia por si sola.

Desventaja: Alta torsión (par) para accionarla-Capacidad limitada para caída de presión-Propensa a la cavitación.

Válvulas de bola: son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto

Recomendada para:-Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación-Cuando se requiere apertura rápida-Para temperaturas moderadas-Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

Aplicaciones: Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.

Ventajas: bajo costo-alta capacidad-Corte bidireccional-Circulación en línea recta-Pocas fugas-Se limpia por si sola-Poco mantenimiento-No requiere lubricación-Tamaño compacto-Cierre hermético con baja torsión (par).

Desventajas: Características deficientes para estrangulación-Alta torsión para accionarla-Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras-Propensa a la cavitación.

La válvula esclusa es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio de pasaje con cuña sólida de cara inclinada entre los asientos.Apta para servicio de apertura o cierre total, no apta para regulación de caudal, pasaje recto con mínima pérdida de cargaAplicaciones: Servicio general, aceites, petróleo y gas, vapor y fluidos de diferentes viscosidades.

Válvulas de retención (check).

La válvula de retención esta destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra.

Válvulas de desahogo (alivio)

Una válvula de desahogo es de acción automática para tener regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla.

La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles.

Intercambiador de calores un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico.

Clasificación:

Intercambiadores de contacto directo: son aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una mezcla física completa.

Intercambiadores de contacto indirecto:- Alternativos: ambos fluidos recorren un mismo espacio de forma alternada, la mezcla entre los fluidos es despreciable.

- De superficie: son equipos en los que la transferencia de calor se realiza a través de una superficie, cilíndrica o plana, sin permitir el contacto directo.

Transferencia de calor: proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción.

Conducción. En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por conducción. Se cree que se debe, en parte, al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando existe una diferencia de temperatura

Convección. Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado. Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que el fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se denomina convección natural. La convección forzada se logra sometiendo el fluido a un gradiente de presiones,

con lo que se fuerza su movimiento por ejemplo cuando se calienta una hoya de agua.

Radiación. Es la transferencia de calor, en forma de energía electromagnética, por el espacio. La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas. Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría de ondas, pero la única explicación general satisfactoria de la radiación electromagnética es la teoría cuántica.

Bomba: es una máquina hidráulica que transforma la energía mecánica entregada normalmente por un motor eléctrico o térmico y la convierte en energía que un fluido adquiere en forma de energía de presión, potencial y/o cinética.

CLASIFICACIÓN DE BOMBAS:Bombas centrífugas

Bombas de desplazamiento positivo.

bomba centrífuga: es un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tubuladuras de salida o hacia el siguiente rodete. Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. Por tanto, en una bomba dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de líquido, la energía que se aplica y transfiere al líquido, es la misma para cualquier líquido sin que importe su densidad. No hay válvulas en las bombas de tipo centrífugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos de baja frecuencia. Los impulsores convencionales de bombas centrífugas se limitan a velocidades en el orden de 60 m/s (200 pie/s).

Los principales componentes son:1. Pedestal de la Bomba, con caja de lubricación, visor de nivel de aceite y cajas de rodamientos.2. Voluta o cuerpo de la bomba.3. Impulsor (en este caso, abierto)4. Eje de impulsión5. Rodamientos6. Caja de Empaquetaduras o Porta Sello Mecánico7. Brida de descarga8. Brida de succiónANPA: La diferencia que existe entre la presión de entrada y el nivel inferior de

presión dentro de la bomba se denomina ANPA: Altura de aspiración positiva neta.

Por lo tanto, ANPA es una expresión de la pérdida de presión que tiene lugar en el

interior de la primera parte de la carcasa de la bomba.

Si la presión de entrada es demasiado pequeña, el ANPA hará que la presión existente en el interior de la bomba disminuya por debajo de la presión de evaporación del líquido bombeado. Como consecuencia, en la bomba se produce el efecto denominado cavitación, provocando ruido y produciendo roturas.El ANPA Disponible, es función del sistema donde opera la bomba. Representa el exceso de presión absoluta sobre la presión de vapor con que cuenta el líquido al momento de arribar a la brida de succión de la bomba.

ANPA Disponible = [ (P/) + (CES) – (hf) ] – (Pv /)

ANPA Disponible = [ (P/) - (EES) – (hf) ] – (Pv /)

La altura neta positiva de aspiración requerida que denominaremos ANPA Requerida es función del diseño de la bomba y el fabricante debe informarlo en la curva de performance mediante un gráfico ANPA Requerida versus Caudal (Q) . Para evitar la cavitación en toda condición de operación debe cumplirse que:ANPA Disponible > ANPA Requerida

Cavitación: La cavitación es un fenómeno que se produce siempre que la presión en algún punto o zona de la corriente de un líquido desciende por debajo de un cierto valor mínimo admisible. Por los efectos destructivos que en las estructuras y máquinas hidráulicas mal proyectadas o mal instaladas produce la cavitación es preciso estudiar este fenómeno, para conocer sus causas y controlarlo.

Descripción de la cavitación.

Cuando un líquido fluye a través de una región donde la presión es menor que su presión de vapor, él liquido hierve y forma burbujas de vapor. Estas burbujas son transportadas por el líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, implorando bruscamente las burbujas. Este fenómeno se llama cavitación. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando cambian de estado, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas muy alto, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida. El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara de grava que golpea con diferentes partes de la máquina.

Daño por cavitación: El daño por cavitación es una forma especial de corrosión-erosión debido a la formación y al colapso de burbujas de vapor en un líquido cerca de una superficie metálica, que ocurre en turbinas hidráulicas, hélices de barcos, impulsores de, bombas y otras superficies sobre las cuales se encuentran líquidos de alta velocidad con cambios de presión

BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO: Estas bombas guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria, el cual siempre está contenido entre el elemento impulsor, que puede ser un embolo, un diente de engranaje, un aspa, un tornillo, etc., y la carcasa o el cilindro. “El movimiento del desplazamiento positivo” consiste en el movimiento de un fluido causado por la disminución del volumen de una cámara. Por consiguiente, en una máquina de desplazamiento positivo, el elemento que origina el intercambio de energía no tiene necesariamente movimiento alternativo (émbolo), sino que puede tener movimiento rotatorio (rotor).Sin embargo, en las máquinas de desplazamiento positivo, tanto reciprocantes como rotatorias, siempre hay una cámara que aumenta de volumen (succión) y disminuye volumen (impulsión), por esto a éstas máquinas también se les denomina Volumétricas. Con el nombre general de Bombas Positivas se conoce a las Bombas Reciprocantes y a las Rotatorias.