Calculadora de Cv de válvulas
Dimensiona una válvula de control, una válvula de bola o un regulador a partir de las condiciones de tu proceso. Obtén el coeficiente de caudal necesario (Cv o Kv) para líquido, gas o vapor, comprueba si el flujo está ahogado o calcula el caudal y la caída de presión que dará una válvula.
Última actualización:
gpm de EE. UU., o m³/h en métrico
psi, o bar en métrico
Agua 1.0, glicol al 50% ≈ 1.07, diésel ≈ 0.85
SCFM (60 °F, 14.696 psia), o Nm³/h (0 °C) en métrico
lb/h, o kg/h en métrico
psi o bar
psi o bar
Gas natural ≈ 0.6, nitrógeno 0.967, CO₂ 1.52
°F, o °C en métrico
°F, o °C en métrico
Cómo usar Calculadora de Cv de válvulas
- Elige el fluido: líquido, gas o vapor.
- Elige qué calcular: el Cv/Kv necesario, el caudal de una válvula conocida o la caída de presión de un líquido.
- Introduce las condiciones: caudal, caída de presión o presiones de entrada y salida, y densidad relativa o temperatura.
- Consulta el Cv y el Kv necesarios y el Cv nominal mínimo sugerido para elegir la válvula.
- Usa la tabla y el gráfico para ver cómo cambia el caudal con la caída de presión, y descarga la tabla.
Fórmulas del coeficiente de caudal de válvulas
| Fluido | Cv necesario (unidades de EE. UU.) | Unidades |
|---|---|---|
| Líquido | Cv = Q × √(SG ÷ ΔP) | Q gpm, ΔP psi |
| Líquido (métrico) | Kv = Q × √(SG ÷ ΔP) | Q m³/h, ΔP bar |
| Gas | Cv = Q ÷ (22.67 × P1 × Y × √(x ÷ (SG × T))) | Q SCFM, P psia, T °R, x = ΔP/P1 ≤ 0.5, Y = 1 − 2x/3 |
| Vapor saturado | Cv = W ÷ (2.1 × √(ΔP × (P1 + P2))) | W lb/h, P psia |
| Vapor, crítico (P2 < ½P1) | Cv = W ÷ (1.83 × P1) | W lb/h, P1 psia |
Conversiones: Kv = Cv ÷ 1.156; 1 m³/h = 4.403 gpm; 1 bar = 14.504 psi; 1 Nm³/h (0 °C) ≈ 0.6221 SCFM (60 °F). La densidad relativa de un gas es su peso molecular dividido entre 28.96 (aire).
Ejemplo resuelto
Una batería de agua fría necesita 60 gpm de agua (SG 1.0) y el diseño permite una caída de 4 psi en la válvula de control. Cv = 60 × √(1 ÷ 4) = 30. Elegir una válvula con un Cv nominal de entre 38 y 50 significa que el caudal de diseño se alcanza aproximadamente al 60–80% de su capacidad, dejando margen para regular. En métrico, 13.6 m³/h a 0.276 bar dan Kv = 13.6 × √(1 ÷ 0.276) ≈ 25.9, lo que coincide con 30 ÷ 1.156.
Consejos de dimensionamiento
- Autoridad de la válvula: para una buena regulación, la caída de presión de la válvula debe ser una parte considerable (a menudo del 25–50%) de la caída total del circuito regulado.
- Cavitación: las caídas de presión altas en líquidos cercanas a la presión de vapor pueden causar ruido y daños por cavitación; comprueba el factor FL del fabricante.
- Flujo de gas ahogado: una vez ahogado el flujo, solo una presión de entrada mayor o un Cv mayor aumentan la capacidad.
- Líquidos viscosos: los aceites y jarabes necesitan una corrección por viscosidad, así que la fórmula simple subestima el Cv.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el Cv de una válvula?
El Cv (coeficiente de caudal) es el caudal de agua a 60 °F, en galones estadounidenses por minuto, que pasa por una válvula con una caída de presión de 1 psi. Una válvula con Cv 10 deja pasar 10 gpm de agua con 1 psi de caída. Un Cv mayor significa una válvula de mayor capacidad.
¿Cuál es la fórmula del Cv para líquidos?
Cv = Q × √(SG ÷ ΔP), donde Q es el caudal en gpm, SG es la densidad relativa (agua = 1) y ΔP es la caída de presión en psi. Ejemplo: 100 gpm de agua con una caída de 10 psi necesitan Cv = 100 × √(1 ÷ 10) = 31.6. Es válida para flujo de líquido turbulento, sin cavitación y de baja viscosidad.
¿Cómo convierto Cv a Kv?
El Kv es el coeficiente de caudal métrico: caudal de agua en m³/h con una caída de presión de 1 bar. Kv = Cv ÷ 1.156 (o Kv ≈ 0.865 × Cv), y Cv = 1.156 × Kv.
¿Cómo se calcula el Cv de una válvula para gas?
Esta calculadora usa la fórmula de tipo ISA Q = 22.67 × Cv × P1 × Y × √(x ÷ (SG × T)), con Q en SCFM, P1 en psia, T en °R, x = ΔP ÷ P1 y el factor de expansión Y = 1 − 2x/3. Cuando ΔP llega a aproximadamente la mitad de P1, el flujo se ahoga y bajar más la presión de salida no aumenta el caudal.
¿Cómo se dimensiona una válvula de vapor?
Una regla habitual para vapor saturado es W = 2.1 × Cv × √(ΔP × (P1 + P2)) lb/h con presiones en psia. Cuando la salida está por debajo de aproximadamente la mitad de la presión de entrada, el flujo se vuelve crítico y W = 1.83 × Cv × P1. Para vapor sobrecalentado, el resultado se divide entre (1 + 0.00065 × grados de sobrecalentamiento en °F).
¿Qué Cv debo elegir para una válvula de control?
Elige una válvula cuyo Cv nominal (totalmente abierta) sea algo mayor que el Cv necesario para que regule a mitad de su recorrido; a menudo se busca obtener el caudal necesario con la válvula abierta al 60–80%. Una válvula sobredimensionada regula mal cerca del asiento, mientras que una infradimensionada no puede alcanzar el caudal máximo.
¿Cuáles son los límites de estas fórmulas?
Son ecuaciones de dimensionamiento simplificadas. No tienen en cuenta los factores de geometría de tuberías (Fp), la cavitación y vaporización instantánea del líquido (FL), la viscosidad alta ni el factor exacto de relación de caída de presión xT de una válvula concreta. Para la selección final, usa el software de dimensionamiento del fabricante o el método completo IEC 60534 / ISA-75.01.
¿Se prueban todas las herramientas de FreeToolCabin para comprobar su calidad y precisión?
Sí. Cada herramienta del sitio pasa pruebas automáticas en navegadores reales para comprobar que el resultado es correcto y que no hay errores. Si encuentras un fallo o tienes una sugerencia, escríbenos a [email protected] y lo revisaremos.