¿Qué es el coeficiente de flujo Cv?
El coeficiente de flujo (Cv) es una medida estándar de la capacidad de una válvula para dejar pasar líquido. Por definición, un Cv de 1 permite que circule 1 galón estadounidense por minuto (GPM) de agua (gravedad específica = 1) con una caída de presión de 1 psi a través de la válvula. Los ingenieros utilizan el Cv para dimensionar y comparar válvulas de control, válvulas de bola y otros componentes de flujo. Conviene tener presente que el Cv es una unidad anglosajona; en Europa suele emplearse su equivalente métrico, el Kv (ver más abajo).
Cómo usar esta calculadora
Introduce tres datos: el coeficiente de flujo (Cv) de la válvula, que aparece en su ficha técnica; la caída de presión (ΔP) a través de la válvula expresada en psi; y la gravedad específica (SG) del líquido (agua = 1,0). La calculadora te devuelve el caudal volumétrico resultante en galones estadounidenses por minuto.
La fórmula explicada
Para el flujo de líquidos (turbulento y no estrangulado), la relación es:
$$Q = \text{Cv} \times \sqrt{\dfrac{\text{ΔP (psi)}}{\text{SG}}}$$
donde \(Q\) es el caudal en GPM, \(\Delta P\) es la caída de presión en psi y \(\text{SG}\) es la gravedad específica respecto al agua. Una mayor caída de presión o un fluido menos denso aumentan el caudal. También puedes despejar la ecuación para obtener el Cv necesario: \(\text{Cv} = Q / \sqrt{\Delta P / \text{SG}}\).
Ejemplo resuelto
Una válvula tiene Cv = 10, una caída de presión de 25 psi y trabaja con agua (SG = 1,0). Entonces $$Q = 10 \times \sqrt{\frac{25}{1}} = 10 \times 5 = 50 \text{ GPM}.$$ Si esa misma válvula transportara un fluido con SG = 0,8, el caudal subiría a $$10 \times \sqrt{\frac{25}{0{,}8}} = 10 \times 5{,}59 = 55{,}9 \text{ GPM}.$$
Preguntas frecuentes
¿Sirve para gases? No. Los gases requieren una ecuación de Cv para flujo compresible que tenga en cuenta la relación de presiones y la temperatura. Esta fórmula es solo para líquidos.
¿Qué unidades emplea? Unidades imperiales: Cv por GPM estadounidense y ΔP en psi. El equivalente métrico es el Kv (m³/h, bar); se cumple que \(\text{Cv} \approx 1{,}156 \times \text{Kv}\).
¿Qué es la gravedad específica? Es la densidad del fluido respecto a la del agua a la misma temperatura. Agua = 1,0; los fluidos más ligeros quedan por debajo de 1 y los más pesados por encima de 1.
