Valvole a fuso

Caratteristiche idrauliche

In funzione delle condizioni operative, l’otturatore può essere equipaggiato con un cilindro in acciaio inossidabile opportunamente forato che suddivide simmetricamente il flusso in più getti radiali collidenti tra loro al centro della valvola.

Questo accessorio permette di modulare largamente la dissipazione di energia, consentendo di:

• modificare la curva di regolazione della valvola in funzione delle effettive richieste dell’impianto;
• migliorare sensibilmente la resistenza alla cavitazione della valvola.

Sono disponibili cestelli forati standard denominati K20 – K50 – K100 – K150 aventi caratteristiche di resistenza alla cavitazione e perdite di carico via via crescenti.

Si possono utilizzare anelli forati speciali dove la dimensione, la forma e la distribuzione delle aperture é calcolata sulla base delle effettive condizioni operative della valvola. Si possono cosí ottenere, ad esempio, basse perdite di carico a valvola aperta ed elevata resistenza alla cavitazione ai minori gradi di apertura della valvola.

Caratteristiche idrauliche

Il coefficiente di portata Kvs indica la portata d’acqua [m3/h] a 20 °C che produce nella valvola completamente aperta una perdita di carico di 1 bar.

Calcolo delle perdite di carico DP

Caratteristica di regolazione

Nel caso di valvola aperta 100%, utilizzare il valore di x100% o Kvs fornito dalla tabella Caratteristiche idrauliche oppure usare il diagramma seguente.

Nel caso di valvole di regolazione, utilizzare il valore di fornito dal diagramma Caratteristica di regolazione e corrispondente al grado di apertura desiderato

Diagramma perdite di carico

Selezione di massima della valvola

Il diametro DN della valvola a fuso é determinato sulla base delle condizioni operative richieste e non necessariamente coincide col diametro della tubazione.

• Utilizzando il diagramma v - Q. selezionare preliminarmente il DN della valvola rispettando il limite massimo di velocitá del fluido di 7 m/s.
• Verificare che le perdite di carico ammesse sulla valvola siano compatibili con il diametro selezionato. Eventualmente. scegliere un DN superiore.

Nel caso di valvole di regolazione, considerare un grado di apertura 10 ÷ 90%

• Verificare il comportamento a cavitazione della valvola come descritto al capitolo Cavitazione.

Diagramma v-Q

Cavitazione

La velocità del fluido non é costante all’interno della valvola ed assume valori maggiori in prossimità della sede di tenuta (vena contratta). Questo produce una significativa diminuzione della pressione effettiva della vena fluida. tanto maggiore quanto più elevato é il salto di pressione sulla valvola.

In presenza di elevati la pressione in vena contratta può ridursi a valori prossimi alla tensione di vapore del fluido. favorendo il rilascio dei gas disciolti e lo sviluppo di piccolissime bolle di vapore.

A valle della zona di vena contratta. la pressione cresce nuovamente fino alla pressione di uscita richiesta e le bolle di vapore implodono. In questo modo si dissipano grandi quantità di energia e si producono intense onde di pressione che producono rumore. vibrazioni ed erosione delle pareti della valvola e delle tubazioni immediatamente a valle di questa.

Nelle valvole di regolazione a fuso. l’implosione delle bolle si concentra al centro della valvola. lontano dalle pareti. Questo conferisce alle valvole a fuso una elevata resistenza intrinseca alla cavitazione.

Equipaggiando la valvola con un opportuni anelli forati. si aumenta la dissipazione di energia. migliorando ulteriormente la resistenza a cavitazione della valvola anche in presenza di salti di pressione particolarmente elevati.

Per verificare se la valvola opera in condizioni di cavitazione si utilizza l’indice di cavitazione

Non si ha cavitazione quando:
Perdita di carico sulla valvola (P)	P = Pin-Pout [mWH]
Pressione di vapore Pv	Pv = 0.2 [mWH] (H2O 10°C)
Pressione assoluta Pa	Pa=10 [mWH]
Indice di cavitazione critico (valore sperimentale ricavabile dal diagramma sottostante)

Limiti operativi