Calculadora de Kv de válvula

El coeficiente de caudal Kv cuantifica el caudal del fluido en función del diferencial de presión a través del fluido en un sistema. Es una métrica crucial en el dimensionamiento de las válvulas de control y se expresa en volumen por unidad de tiempo (por ejemplo, m³/h o L/min) por unidad de caída de presión (por ejemplo, bar o kPa). Cuanto mayor sea el valor de Kv, mayor será el caudal de fluido para una caída de presión dada. Comprender el cálculo de válvulas Kv y Kv es esencial para los ingenieros que diseñan y mantienen sistemas de control de fluidos, ya que les ayuda a predecir el caudal y seleccionar la válvula adecuada para una aplicación específica.

Calculadora del valor Kv para fluidos y gases

• Líquidos: Introduzca un valor para la presión de entrada, la presión de salida y el caudal mínimo requerido. Haga clic en calcular y se calcularán los valores Cv y Kv. Elija una válvula con un valor Kv igual o superior al valor calculado.
• Gas: Elija un tipo de gas y la temperatura de entrada. Elija la presión de entrada, la presión de salida, el caudal necesario y haga clic en calcular. Elija una válvula con un valor Kv igual o superior para conseguir el caudal deseado. La N en el caudal representa las condiciones normales (presión atmosférica y 0 grados Celsius).

Índice de contenidos

• Cuál es el coeficiente de caudal Kv
• Calculadora Kv
• Configuración de medición para el cálculo de Kv
• Diferencia entre los coeficientes de caudal Cv y Kv
• Preguntas frecuentes

Cuál es el coeficiente de caudal Kv

Kv es el coeficiente de caudal en el sistema métrico decimal. Mide la velocidad a la que el fluido (líquido o gas) pasa a través de una válvula. Es el volumen de agua en metros cúbicos que fluye a través de una válvula por hora a una caída de presión de 1 bar con una válvula totalmente abierta. El valor Kv es proporcional al tamaño del orificio de la válvula y determina el tamaño del orificio de una válvula necesario para regular el caudal de un fluido específico. El valor Kv es crucial en diversas aplicaciones, como el control del flujo de agua en sistemas de calefacción y refrigeración y la garantía de que el flujo de fluidos a través de tuberías sea seguro y constante. Se puede utilizar una calculadora del caudal de la válvula para predecir el caudal del fluido en función del valor Kv.

Una válvula que funciona en más posiciones que abierta y cerrada tiene múltiples valores de Kv. Lea nuestro artículo sobre el cálculo del Cv para saber más sobre el cálculo del coeficiente de caudal en el sistema imperial.

Calculadora Kv

El valor Kv determina el tamaño correcto de la válvula para una aplicación específica. Una vez calculado el valor Kv, se recomienda elegir una válvula con un valor Kv ligeramente superior al valor estimado. Esto garantiza que se alcance el caudal deseado y proporciona un margen de seguridad para posibles cambios en la presión o el caudal. En algunos casos, el coeficiente de la válvula está predeterminado, y se puede calcular el caudal adecuado para esa válvula trabajando la fórmula de cálculo del caudal de la válvula hacia atrás.

El Kv se expresa de forma diferente para los líquidos y los gases debido a sus propiedades físicas y comportamientos distintos.

• Los líquidos son casi incompresibles, mientras que los gases son altamente compresibles, lo que provoca una caída de presión diferente a través de una tubería que transporta cada uno de estos fluidos.
• Los líquidos tienen mayor viscosidad que los gases, lo que afecta a su caudal.

Por lo tanto, las ecuaciones de caudal para líquidos y gases están diseñadas para tener en cuenta estas diferencias y proporcionar una representación más precisa del caudal para cada tipo de fluido.

Calculadora de Kv para líquidos

Para utilizar correctamente la calculadora del coeficiente de caudal Kv para líquidos, debes saber lo siguiente:

• el caudal en l/min o m³/h
• la densidad del medio antes de la válvula
• la caída de presión a través de la válvula, es decir, la diferencia entre la presión de entrada y la contrapresión

• Q: caudal volumétrico en m³/h
• Δp: pérdida de carga en bar
• ρ: densidad del líquido en kg/m³

Ejemplo

Calcular el Kv del agua con un caudal de 50 m³/h y una presión diferencial de 5 bar.

Solución:

• ρ = 1
• Q = 50 m³/h
• Δp = 5 bar

Por lo tanto, para la aplicación, seleccione una válvula con un valor Kv igual o ligeramente superior a 22,36.

Calculadora de Kv para gases

El Kv para gases se distingue entre una condición de flujo subcrítica y supercrítica.

• Flujo subcrítico: En el flujo subcrítico, la presión de entrada y la contrapresión de la válvula determinan el caudal. Cuanto mayor sea la contrapresión, es decir, la presión aguas abajo de la válvula (p₂), menor será el caudal.

• Flujo supercrítico: En el flujo supercrítico, el caudal sólo depende de la presión de entrada, por lo que se produce un efecto de flujo "estrangulado". En un flujo de fluido supercrítico, la presión del fluido es superior a la presión crítica y la velocidad del fluido es superior a la velocidad crítica. En esta fase, el caudal pasa a ser independiente de la presión aguas abajo y sólo está controlado por la presión aguas arriba y la densidad del fluido. Esto da lugar a un flujo "estrangulado", en el que la velocidad del fluido permanece constante independientemente de cualquier cambio en la presión aguas abajo. En otras palabras, el fluido alcanza la velocidad sónica y no puede acelerarse más, por lo que la presión aguas abajo no afecta al caudal. El flujo estrangulado se produce en tuberías y otros sistemas de flujo cuando el fluido fluye a través de un orificio constreñido, como una boquilla o una restricción en la tubería, y es un factor limitante en el diseño de sistemas de fluidos a alta presión.

Ecuación subcrítica
Ecuación supercrítica

• p₁: presión de entrada en bar
• p₂: Contrapresión en bar
• Δp: pérdida de carga en bar
• Q_N: caudal normalizado en m³/h
• ρ_N: densidad, normalizada, en kg/m³
• T: temperatura absoluta antes de la válvula (en Kelvin)

Ejemplo

Calcular el valor Kv del oxígeno con un caudal de 1000 m³/h, una pérdida de carga de 5 bar, una presión aguas arriba de 60 bar, una presión aguas abajo de 55 bar a 293 kelvin.

• p₂ = 55 bar
• p₁ = 60 bar
• p₂ > (p₁)/2; por lo tanto,

Sustituyendo los valores,

Por lo tanto, seleccione una válvula con un valor Kv igual o ligeramente superior a 2,40 para la aplicación.

Configuración de medición para el cálculo de Kv

La figura 2 muestra un ejemplo de determinación de los valores Kv de una válvula en diferentes condiciones.

• A: Dispositivo de medición de la temperatura. El aparato mide la temperatura de los medios gaseosos.
• B: Válvula reguladora de caudal. La válvula de control de caudal puede ajustarse para mantener un caudal o volumen de fluido deseado que fluya a través del dispositivo de prueba.
• C: Manómetro para medir la presión aguas arriba (p₁).
• D: Dispositivo de prueba. El dispositivo de ensayo es la válvula cuyo valor Kv debe determinarse para distintas condiciones de caudal.
• E: Manómetro para medir la contrapresión (p₂).
• F: Caudalímetro. Un caudalímetro mide el caudal de fluido y proporciona los valores en tiempo real, que pueden utilizarse para supervisar y controlar diversos procesos y sistemas.

Diferencia entre los coeficientes de caudal Cv y Kv

Cv y Kv se utilizan para medir el caudal de fluido a través de una válvula. Sin embargo, ambas tienen varias diferencias fundamentales:

1. Unidades: Cv se expresa en galones estadounidenses por minuto (gpm), mientras que Kv se expresa en m³/h.
2. Caída de presión: El Cv se basa en una caída de presión de una psi (libra por pulgada cuadrada), mientras que el Kv se basa en una caída de presión de 1 bar. Esto significa que Cv y Kv no son directamente comparables y deben convertirse cuando se utilizan en diferentes sistemas con diferentes unidades de caída de presión.
3. Aplicación: El Cv se utiliza principalmente en EE.UU. y Canadá, mientras que el Kv está muy extendido en Europa y otras partes del mundo.

Fórmula de conversión para Cv y Kv

Es posible convertir entre los coeficientes de caudal Cv y Kv.

Kv = 0.857 * Cv

Cv = 1.165 * Kv

Preguntas frecuentes

¿Cómo convertir Kv a Cv sin calculadora?

El valor del coeficiente de caudal Cv puede convertirse en Kv mediante la relación Kv = 0,857 Cv.

¿Cómo determinar el Kv de la válvula de control en un cálculo?

El Kv se representa de forma diferente para los líquidos y los gases. Utilice nuestra calculadora de caudal Kv con fórmulas precisas de cálculo de Kv para determinar el valor Kv de su válvula.