CONTROL DE PRESIÓNVÁLVULAS DE SEGURIDAD

U N I V E R S I D A D I N C C A D E C O L O M B I AFA C U LTA D D E I N G E N I E R Í A , A D M I N I S T R A C I Ó N Y C I E N C I A S B Á S I C A SI N G E N I E R Í A M E C Á N I C AC O N T R O L A U T O M ÁT I C O

1. INTRODUCCIÓNReactores, calderas, recalentadores, tanques de almacenamiento, tuberías y demás aparatos a presión en la industria, pueden verse sometidos a presiones superiores a la de diseño, con el consiguiente riesgo de explosión, pudiendo causar graves consecuencias tanto para las personas como para las

instalaciones cercanas. Para prevenir este riesgo se instalan en estos equipos válvulas de seguridad, que permitan por medio de la descarga del fluido contenido, aliviar el exceso de presión.

2. ELEMENTOSAlgunos de las partes más importantes presentes en las válvulas de seguridad se representan en siguiente imagen:

1. Caperuza

2. Tensor

3. Contratuerca fijación–regulación

4. Precinto

5. Resorte

6. Vástago

7. Tapa guía

8. Disco de cierre

9. Tornillo de fijación del anillo de ajuste

10. Tobera de entrada

11. Palanca de apertura manual

12. Cúpula o arcada

13. Placas resorte

14. Cuerpo

15. Anillo de ajuste

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3. FUNCIONAMIENTO DE LA VÁLVULA

Un pequeño aumento de presión producirá el levantamiento del disco de cierre y permitirá la salida

del fluido.

La fuerza ejercida por el muelle es equilibrada por la fuerza producida por la presión sobre el

área del disco de cierre

El sistema produce un aumento de presión interna, hasta alcanzar la presión a la cual abre la

válvula.

F

P P

F: Fuerza ejercida por el muelleP: Presión interna

4. FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DE LA VÁLVULALa relación entre el flujo y la presión para una válvula lineal puede a menudo representarse por una función de transferencia de primer orden; esto es:

Donde:

Q(s) = Variable manipulada.

U(s) = Señal proveniente del controlador (Indicador de presión) y actúa sobre la válvula.

KV = Constante de válvula (ganancia al estado estacionario)

tV = Constante de tiempo de la válvula

5. PROCESO

6. ESQUEMA DE PROCESO

INDICADOR DE PRESIÓN

TANQUE

BOMBA

VÁLVULA

INDICADOR DE PRESIÓN

7. FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA GENERALA continuación se muestra el diagrama de bloques para la válvula de control y el proceso.

Siendo la función de transferencia:

7. FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA GENERALPara un cambio de una unidad de escalón en U:

Aplicando transformada de Laplace:

8. DIAGRAMA DE BLOQUESRespuesta de la función de transferencia:

BIBLIOGRAFIALa información referenciada en esta presentación fue tomada de:

Norma técnica de prevención 342. Válvulas de seguridad (I): Características técnicas. España.

Blog Universidad Nacional de Trujillo. Ingeniería química. Control de procesos. Perú.