Causas relacionadas con el flujo de fluido
1. Velocidad excesiva de flujo
- Principio: Según la dinámica de fluidos, la velocidad de flujo (VV) está relacionada con la velocidad de flujo (qq) y el área de sección transversal de la tubería (aa) por Q=VAQ=VA. Cuando la abertura de la válvula es demasiado grande o el sistema de tuberías está mal diseñado, la velocidad del flujo puede exceder los límites de diseño de la válvula. Esto hace que el régimen de flujo transique de laminar a turbulento, creando vórtices y movimiento irregular, que generan un intenso ruido de turbulencia. El fluido de alta velocidad también afecta los componentes de la válvula, induciendo vibración y ruido.
- Ejemplo: En los sistemas de suministro de agua industrial, las bombas de gran tamaño o las aberturas de válvulas excesivas pueden conducir a velocidades de flujo superiores a 5 m\/s (muy por encima del rango de diseño típico de 1.5–2.5 m\/s), lo que resulta en ruidos fuertes y desgaste acelerado.
2. Fenómeno de estrangulamiento
- Principio: Cuando una válvula se cierra parcialmente para regular el flujo, el área de flujo reducida aumenta la velocidad (según la ecuación de Bernoulli) y disminuye la presión. Los chorros de alta velocidad que salen de la zona de estrangulamiento se mezclan turbulentamente con el fluido circundante, causando vibración de alta frecuencia y ruido agudo.
- Ejemplo: En un sistema de alimentación de reactores químicos, una válvula de control que funciona por debajo del 20% abierta genera un ruido de estrangulamiento significativo debido a los chorros de alta velocidad, arriesgando la fatiga de la válvula e inestabilidad del sistema.
3. Fenómeno de cavitación
- Principio: Las burbujas de vapor se forman si la presión local cae por debajo de la presión de vapor del fluido. Estas burbujas colapsan violentamente en zonas de alta presión, produciendo ondas de choque, ruido de alta frecuencia (similar a los sonidos de agrietamiento) y la erosión del metal.
- Ejemplo: En el sistema de condensado de una planta de energía, una trampa de vapor mal seleccionada que funciona a 1. 0 MPA y 180 ° C experimentan cavitación, emitiendo ruidos agudos y sufriendo un desgaste rápido.
Causas específicas de la válvula
1. Selección de válvula inadecuada
- Principio: Las válvulas como las válvulas de globo (diseñadas para el sellado) funcionan mal en la regulación de flujo en comparación con las válvulas de control. Las válvulas no coincidentes causan un flujo y ruido inestables.
- Ejemplo: El uso de una válvula de globo en lugar de una válvula de control en un sistema de agua refrigerada HVAC conduce a turbulencia y ruido durante la apertura parcial.
2. Componentes sueltos
- Principio: Las piezas sueltas (por ejemplo, pernos, tallos o asientos) vibran bajo las fuerzas de flujo, creando ruido de impacto.
- Ejemplo: Una válvula de bola en una tubería petroquímica desarrolló un ruido debido a los pernos de asiento suelto, resuelto mediante el requisito.
3. Sellos dañados
- Principio: Sellos usados o corroídos (por ejemplo, juntas de goma) causan fugas y ruido de turbulencia.
- Ejemplo: Un sello dañado en una válvula de mariposa de suministro de agua produjo ruido de fugas, fijado por reemplazo del sello.
Problemas del sistema de tuberías
1. Soporte de tubería inadecuado
- Principio: Las tuberías mal soportadas transmiten vibraciones a las válvulas, amplificando el ruido y arriesgando la falla de la fatiga.
- Ejemplo: Las vibraciones de tubería de vapor debido a perchas sueltas causaron ruido de la válvula, mitigadas por el refuerzo de los soportes.
2. Resonancia de tuberías
- Principio: Cuando las frecuencias de vibración inducidas por la válvula coinciden con la frecuencia natural de una tubería, la resonancia amplifica el ruido.
- Ejemplo: Una tubería de acero inoxidable de 20 m resonó durante la operación de la válvula; Agregar soportes de mediados de tracción se eliminó la resonancia.
Factores ambientales externos
1. Proximidad a equipos vibratorios
- Principio: La maquinaria cercana (por ejemplo, las bombas) transmite vibración a las válvulas.
- Ejemplo: Una válvula cerca de una bomba ruidosa se calmó con aisladores de vibración.
2. Pobre ventilación
- Principio: Espacios confinados trampa y amplifican el ruido.
- Ejemplo: El ruido de una válvula de fuego del sótano se redujo al mejorar la ventilación.
El ruido de la válvula surge de múltiples factores: dinámica de fluidos, diseño\/condición de la válvula, integridad de la tubería y condiciones ambientales. Las soluciones incluyen una selección de válvulas adecuada, instalación precisa, mantenimiento de rutina y optimización ecológica para garantizar una operación de sistema segura, tranquila y confiable.
Por Diana