módulo de caudal

LABORATORIO DE OPUINFORME 2 : MÓDULO DE CAUDAL

1


Universidad Nacional Mayor de Universidad Nacional Mayor de

San MarcosSan Marcos

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIALFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

E.A.P. DE INGENIERIA INDUSTRIALE.A.P. DE INGENIERIA INDUSTRIAL

Informe Nª2:

MÓDULO DE CAUDAL

CURSO : Operaciones y Procesos Unitarios

PROFESOR : ING. Manuel Godoy Martinez

HORARIO : Lunes 2 – 4 pm

FECHA DE PRÁCTICA : 27 de enero del 2014

INTEGRANTES: CÓDIGO

VALENCIA MILIAN, JOSEPH 09170057

DEL POZO MARTÍNEZ, EZEQUÍAS M. 11170223

TAN LÓPEZ, TITO LUIS ÁNGEL 10170160

ZUÑIGA VILCHEZ, BRYAM 11170060

Ciudad Universitaria, febrero del 2014

2


INDICE

1.- RESUMEN................................................................................................................................4

2.- INTRODUCCION.......................................................................................................................5

3.- OBJETIVOS...............................................................................................................................6

4.- FUNDAMENTOS TEORICOS.....................................................................................................7

4.1.-Concepto de Caudal.........................................................................................................7

4.2.- Medidores de Caudal......................................................................................................8

4.3.- Monitores de Caudal....................................................................................................14

4.4.- Interruptor de Caudal...................................................................................................14

5.- PROCEDIMIENTO...................................................................................................................15

6.- RESULTADOS.........................................................................................................................16

7.- CONCLUSIONES.....................................................................................................................18

8.- RECOMENDACIONES.............................................................................................................19

9.- BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................20

10.- ANEXOS...............................................................................................................................21

3


RESUMEN

En este segundo laboratorio se desarrolló la experiencia de la simulación del

módulo de control de caudal, el profesor inició con un marco teórico y las

recomendaciones del caso para no tener inconvenientes durante la práctica

como por ejemplo el tener cuidado con las llaves del circuito, ya que podría

causar un accidente.

En la parte práctica, primero calibramos la señal de referencia a 24 L/min y

luego se tomaron las medidas mostradas en la pantalla cada 5 segundos hasta

que se logre estabilizar a 24 L/min.

Segundo se pasó al empleo de la máquina en forma automática y se notó que

el calibrar fue mucho más rápido que de forma manual.

4


INTRODUCCIONEn el presente informe, desarrollaremos diferentes métodos para la medición de caudal así como también los instrumentos que se utilizan para dicho propósito. Estos instrumentos se escogen de acuerdo a las propiedades del fluido de manera conveniente, sin embargo, este tema lo trataremos someramente para poder centrarnos en nuestro tema cuyo fluido es el agua.

En los procesos unitarios las medidas del caudal tienen una gran importancia, ya que son utilizadas comúnmente para el control de los procesos; por ejemplo, los caudalímetros se utilizan para contabilizar productos dentro de la propia planta, con el exterior; las fichas técnicas contienen información necesaria para poder elegir entre los diferentes medidores y/o indicadores de caudal que existen de acuerdo a la función que deben desarrollar. En lo referente al control de procesos, la medición de caudal es imprescindible para poder realizar control automático.

La automatización utilizada para analizar y controlar la variable de proceso del caudal ha permitido a muchas empresas que trabajan con fluidos, optimizar procesos y elevar la calidad de su producto dejando atrás a las empresas que aún utilizan controladores manuales para corregir las perturbaciones del caudal, es por esto que se hace indispensable formar ingenieros que sepan crear los programas y manejar el equipo necesario para la automatización de los procesos.

5


OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento y los usos de los sensores de caudal para controlar el proceso industrial.

Conocer el concepto de caudal y el sistema de medición del mismo dentro de la aplicación en la industria.

Conocer la función de los sensores de caudal y sus propiedades para controlar los procesos industriales.

Conocer el funcionamiento de un sistema hidráulico en un modulo del caudal.

Aprender a reconocer cada parte del sistema de medición de caudal y su funcionamiento, dentro de un esquema gráfico.

6


FUNDAMENTOS TEORICOS

4.1 CONCEPTO DE CAUDAL:

Es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.

Donde:

La necesidad de aprovechar el recurso agua para la multitud de usos demandados por la sociedad, obliga a pensar no ya en unos caudales ecológicos óptimos, sino mas bien en unos caudales ecológicos mínimos, definidos como aquellos que mantengan las poblaciones naturales del río y sus valores ecológicos, y que cualquier disminución de su cuantía implique una pérdida marcada de los mismos.

7


4.2 MEDIDORES DE CAUDAL

AFORADOR DE CODO:

Es uno de los medidores de caudal más simple, las aberturas piezométricas en el lado interno y externo del codo se conectan a un manómetro diferencial. Debido a la fuerza centrífuga en la curva, la diferencia de presiones está relacionada con el caudal. Una longitud recta de apaciguamiento debe preceder el codo, y para resultados más exactos el medidor debería calibrarse in situ.

MEDIDOR DE PITOT:

El tubo Pitot es un tubo hueco puesto de tal forma que los extremos abiertos apuntan directamente a la corriente del fluido. La presión en la punta provoca que se soporte una columna del fluido. El fluido en o dentro de la punta es estacionario o estancado llamado punto de estancamiento.

8


MEDIDOR DE VENTURI:

La función básica de este medidor consiste en producir un estrangulamiento en la sección transversal de la tubería, el cual modifica las presiones, con la medición de este cambio es posible conocer el gasto que circula por la sección, el estrangulamiento de esta es muy brusco, pero la ampliación hasta la sección original es gradual.

.

SENSOR DE CAUDAL CON

Se utiliza cuando los datos sobre el caudal deben trasmitirse como salida de impulsos. Este sensor contiene un transductor que trasmite una señal de 0-100Hz. La señal de la salida es linealmente proporcional al caudal. Este medidor funciona en medios como: el agua y líquidos de baja viscosidad.

9


SENSOR DE CAUDAL DE TURBINA:

La alta precisión es la característica principal de este sensor. Mide con precisión el caudal de los líquidos transparentes sobre una amplia gama de caudales. Este medidor puede instalarse en cualquier orientación deseada siempre y cuando se tenga cuidado de mantener el medidor lleno de líquido. El movimiento del líquido a través del medidor provoca la rotación de la turbina. Un sensor de proximidad externo detecta la rotación de la turbina sondeando el movimiento de las partículas. La rotación de la turbina es lineal con respecto al caudal. La pantalla y módulo de control convierten la señal del impulso en un número visualizado, este medidor presenta una tolerancia en cuanto a viscosidad a la de fluidos similares al agua.

MEDIDOR DE CAUDAL CON

Este tipo de disposición es ideal para utilizarse en aplicaciones donde la suciedad y los contaminantes de granos sólidos son una gran preocupación. Este dispositivo opera de la siguiente forma: el caudal provoca que la paleta sea desviada en la dirección del caudal contra la fuerza de un resorte . Un fuelle fabricado de bronce (o de preferencia acero inoxidable), aísla en forma hermética el medio de la sección de medición. El movimiento de la paleta se transmite directamente a un indicador , este indica el caudal o la trasmite a un condicionador de señales. Un microinterruptor y una lámpara indicadora se activan cuando se alcanza el punto de referencia. La lámpara se acciona cuando el caudal está por debajo del punto de referencia. Las unidades están disponibles para instalación en línea de tuberías ya sea con extremos roscados o bridados.

10


MEDIDOR DE CAUDAL MAGNÉTICO:

Es utilizado en el análisis de líquidos difíciles y fangos, este medidor es un tubo hueco forrado con varios eléctrodos periféricos metálicos. puesto que los eléctrodos sobresalen de manera insignificante en las paredes de la tubería del medidor, el medidor está casi totalmente libre en su interior, esto ayuda a hacer que este medidor sea adecuado para líquidos que varían desde lodos de alcantarilla hasta una gran variedad de aplicaciones químicas.

SENSOR DE CAUDAL TÉRMICO COMPACTO:

Utiliza el principio calorimétrico para monitorear en forma continua el caudal tanto de medios viscosos como de no viscosos. La velocidad del caudal se transmite por medio de una salida mientras que un interruptor opcional proporciona la función de alarma. La capacidad de transmisión se hace posible gracias al alto grado de estabilidad de temperatura proporcionado por su diseño. La integración de las funciones de calefacción y medición permite a la sonda estar estructurada en una superficie sencilla, continua y libre de salientes. La ausencia de salientes evita que los contaminantes se acumulen en la punta de la sonda.

11


Este dispositivo funciona con el principio de área variable, es ideal para aplicaciones difíciles en las que se requiera una operación a alta presión o una pérdida de baja presión. Su diseño está disponible en acero. En la configuración estándar es un medidor puramente mecánico.

Estos medidores están diseñados para aplicaciones en ambientes difíciles, la falta de sensibilidad ante campos magnéticos y la capacidad de resistir grandes presiones excesivas sin daños, se combinan para hacer de este un instrumento resistente. Es de fácil uso, fácil lectura y fácil mantenimiento, se puede utilizar en tuberías horizontales o verticales. Este dispositivo determina el caudal mediante la medición de la pérdida de presión a través de un orificio calibrado.

12


TOTALIZADOR MECÁNICO:

este se puede ser muy funcional en las aplicaciones de dosificación que impliquen agua con temperaturas de 35ºF a 194ºF . el indicador estilo contador con rotación de 360º y un mecanismo acoplado magnéticamente ofrece una solución confiable. Se utiliza para control de dosificación en planta, monitoreo de filtros, sistemas de irrigación, maquinaria industrial.

13


4.3 MONITORES DE CAUDAL

Son los instrumentos encargados de medir y monitorear las variaciones de caudal en un proceso industrial y luego esta información es enviada al controlador.

4.4 INTERRUPTOR DE CAUDAL

Son los instrumentos que en el instante en que el caudal llega a un determinado nivel abren o interrumpen el paso del fluido.

14


PROCEDIMIENTOSEl laboratorio de módulo del caudal consistió en reconocer las tres variables importantes en el control de proceso: variable de proceso que se da en todo el proceso, el Set Point, valor al que queremos llegar y variable de control que es el rendimiento de la bomba .Observamos las partes importantes que componen al caudal como la válvula automática ,el manómetro, las válvulas de tipo bola la cual nos indicaba que estaba abierto cuando las llaves estaban en paralelo y cerrado cuando las llaves formaban un ángulo recto con los tubos de acero ,etc.

Procedimiento para el control manual:

Energizar el módulo activando la llave termo-magnética. Activamos las llaves de panel de control. Ingresamos el Set Point al sistema (valor de la variable caudal a la cual

se desea llegar). Se ingresó un valor de 24 L/min. Iniciamos el arranque manual presionando el pulsador verde.

Aquí una persona se encarga de registrar los datos en intervalos de 5 segundos, y otra de manejar el control manual.Los datos registrados por el sensor de caudal son enviados directamente hacia el controlador PLC.Luego la persona encargada del control manual compara dicho valor con el set point, y con la ayuda de la válvula manual se va regulando, hasta alcanzar el valor de la variable deseada.

Para finalizar la simulación de modo manual presionamos el pulsador PARADA MANUAL botón rojo

Procedimiento para el control automático:

En la operación automática como el sistema ya está energizado, se ingresa el valor del set point (24 L/min). Se inicia el arranque automático.

En este caso ya no es necesario registrar ni controlar los datos, ya que el PLC se encarga automáticamente de que el valor de la variable caudal sea comparada con el Set Point y además determina si es necesario elevar, disminuir o mantener el mismo caudal en el sistema, este origina una variable de control y es enviada al actuador (variador de velocidad/bomba), quien disminuye eleva o mantiene el flujo de agua que se envía al tanque, hasta alcanzar el valor indicado por el set point

Para finalizar la simulación de modo manual presionamos el pulsador PARADA AUTOMÁTICA

15


Resultados

En primer lugar, procederemos a mencionar los datos obtenidos en el laboratorio. Se empleó un Set Point de 24 L/min, registrando los datos obtenidos cada 5 segundos, obteniendo un total de 14 datos obtenido hasta alcanzar el valor de Set Point.

16

T(s) Set Point (L/min)

0 05 1410 14.815 14.820 16.525 1730 16.535 15.740 19.145 20.450 21.755 21.760 23.965 24.7


ANALISIS DE RESULTADOS

Al observar el grafico, se observa que hay variaciones ya sea creciente o decreciente en la línea que se ha formado al realizar el grafico Caudal vs Tiempo, esto es debido a que cuando el Set Point al momento que se estabiliza en la medida en la realización del laboratorio hay un operador que se puede manipular hacia la izquierda y hacia a la derecha con el fin de variar la medida del Set Point. La línea decreciente es debido a que se manipulo hacia la izquierda disminuyendo la medida. Posterior se manipulo hacia el lado contrario con el fin de que la medida vaya en forma creciente. Posteriormente en el experimento que se realizó de forma manual, se obtuvo 65 segundos para obtener o alcanzar la medida de 25 L/min.

Si se realiza la operación matemática del caudal Q=VT , al tener Q=24L/min y

T=65s (65/60 min)

Se obtiene:

Q=VT

=24 Lmin

= V6560min

→V=26 L

17


Es decir que el volumen del líquido que se utiliza utilizando la operación matemática es alrededor de 26 L.

CONCLUSIONES

El control automático y manual de la variable nos conducen al mismo fin, lograr la sintonía del sistema; sin embargo en el control manual el tiempo de llegada al set point fue un poco más prolongada y con posibles mayores errores en las observaciones de los valores de la variable del proceso, por el contrario el control automático logro llegar al valor de set point de manera casi inmediata.

El caudal es independiente de la cantidad de masa y tiempo, es dependiente del rotámetro. Es decir que el caudal varía en función de las divisiones de rotámetro, si la división de rotámetro se mantiene constante el caudal permanece invariable.

La medición de los tiempos tiene que ser de manera exacta en la práctica para que no allá mucha diferencia en cada una de las experiencias.

Existe una dependencia importante con respecto a la geometría delobjeto para el cálculo del coeficiente de Reynolds y la velocidad.

En la experiencia como se mantuvo la geometría del cuerpo(tubería),la única forma de variar el coeficiente Reynolds fue variando lavelocidad.

18


RECOMENDACIONES

Es recomendable primero de energízar al sistema y luego encenderla por seguridad.

Para mejorar el funcionamiento la válvula debe abrirse en un rango de 50% y 80 %.

Aunque el proceso del módulo de caudal visto es sencillo y no se tiene en consideración el tiempo de respuesta del PLC, este tiempo si es bastante importante en procesos industriales más complejos. Por lo tanto al momento de comprar el PLC se debe tener en consideración este tiempo en procesos más complejos.

Antes de poner en funcionamiento el módulo, se recomienda colocarlo en modo Manual, para evitar que el sistema tome acciones de control no requeridas inicialmente.

En relación a la válvula solenoide, estas deben usarse con las características de corriente correctas, para las cuales fueron diseñadas ya que puede quemarse con un sobre voltaje constante y también con un bajo voltaje.

19


BIBLIOGRAFIA

http://www.ifm.com/ifmgo/web/di_sensores_de_caudal.htm

Pedro Fernandez D, Bombas Centrífugas y volumétricas.

Inducontrol S.A.C, Manual del Módulo de Control de Caudal.

20


ANEXOS

Cuestionario

A.- ¿Cómo funciona el principio CALORIMETRO en los sensores?

Los sensores operan según el principio calorímetro. En el sensor se encuentran dos resistencias sensibles a la temperatura y una fuente de calor, esta última se encarga de la función de generar un aumento de la temperatura, el cual es detectado por una de las resistencias. Cuando el líquido comienza a fluir, la fuente de calor se enfría debido a que para que el líquido comience a fluir se tiene que sustraer energía de la fuente de calor .La variación de temperatura es una medida para el caudal . Para evitar que el resultado de medición no se falsifique debido a la fluctuación de temperatura, existe un segundo elemento sensor(es decir la otra resistencia que no es usada) para la compensación de temperatura. A partir de la diferencia de resistencia de ambas sondas de temperatura y tras la compensación de temperatura, la unidad de evaluación emite la señal "hay caudal" o "no hay caudal" comparada con el valor nominal o con el límite configurado.

B.- Mencionar dos tecnologías (aparte del principio CALORIMETRO) más aplicadas a los sensores y explicarlas brevemente.

1.-El principio de flotador

Esta tecnología está basada en un flotador dentro de un tubo y el cual flota libremente cuando ingresa el fluido, el caudal va a mover al flotador hasta una altura determinada por el equilibrio entre el empuje y el caudal y una vez que se estabilice en ese punto se hará la medición.

21


2.- Medidores de caudal por Ultrasonido

Los caudalímetros por ultrasonido están basados en la propagación de ondas de sonido en un fluido. Existen dos principios básicos para esta medición: Tiempo de Tránsito y Efecto Doppler. En los caudalímetros por tiempo de tránsito, la velocidad de flujo se determina por la diferencia entre la velocidad de propagación de una onda de sonido a favor y otra en contra del flujo. Los elementos emisores y receptores pueden instalarse por fuera de la tubería sostenidos por abrazaderas. El instrumento de efecto doppler tiene un generador de ultrasonido que emite ondas. Si en el seno del líquido existen partículas o burbujas de gas, estas ondas chocan con ellas provocándose una reflexión de las ondas, un eco. Cuando esto ocurre el eco devuelto tiene una frecuencia igual si el líquido está quieto o distinto que la enviada si está en movimiento. Esta nueva frecuencia depende de la velocidad de la partícula productora del eco, por lo que midiendo el corrimiento de frecuencia se puede determinar la velocidad del fluido y por lo tanto el caudal instantáneo.

22


C.- Realice una grafica Caudal Vs. Tiempo utilizando 3 valores diferentes del Set Point inicial desde el reposo hasta lograr la sintonía del sistema.

A nuestro grupo nos toco trabajar con el Set Point de 25 L/M se registraron los datos cada 5 segundos, obteniendo un total de 19 datos hasta el alcanzar el valor del set point, los cuales se muestran en la siguiente gráfica:

23

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

5

10

15

20

25

30

Caudal vs Tiempo


D.- Mencionar cinco aplicaciones del control de procesos de caudal en la industria, describir el proceso brevemente, indicando en qué etapa se aplicaría el control de procesos y con qué instrumentos.

1. En la industria petrolera una dificultad especial presente en el proceso de medición en todas las refinerías es representada por la medición del flujo de las fracciones pesadas del petróleo crudo. Estas mezclas altamente viscosas de hidrocarburos, que tienen que calentarse a temperaturas superiores a 350°C de manera que puedan seguir en condiciones de fluir. Para ello emplean la medición de flujo ultrasónica clamp-on no intrusiva con el FLUXUS ADM 8027 y el dispositivo para altas temperaturas WaveInjector. Como los transductores de flujo se enganchan en la parte externa de la tubería, no están sujetos a desgaste y consumo debido al medio que fluye en la tubería. El equipo de medición puede instalarse y configurarse sin ninguna intervención en la tubería y durante la operación normal de la planta.

2. Otra aplicación se puede ver en la medición de tasas de flujo de gas. El gas es un fluido difícil de medir durante toda su trayectoria depende la presión y temperatura a la que se está midiendo y se debe dar un valor exacto de su volumen. Usualmente para la medición de flujo de gas se hace uso de un instrumento llamado placa de orificio y el método que se utiliza es “Método de presión diferencial “.A lo largo de la trayectoria del gas por el tubo, la presión y la velocidad de esta es casi constante por lo tanto si se le aplica una restricción, ésta hace que haya una baja en la presión y un aumento de la velocidad. Este cambio de presión medido antes y después de la placa de orificio que se pone en el tubo, es lo que se conoce como presión diferencial. Esta diferencia de presión más la presión del gas en el tubo o presión estática es la que nos ayuda a calcular el caudal del gas

24

http://www.flexim.com/es/waveinjector

http://www.flexim.com/es/fluxus-adm-8027

http://www.flexim.com/es/fluxus-f


3. En la industria láctea, la leche se procesa en una amplia variedad de productos como queso, mantequilla, leche pasteurizada, etc. En una moderna planta de procesamiento de leche, se utiliza el vapor como principal factor para la producción de los derivados lácteos. Algunos de los procesos en que se utiliza el vapor son: procesos para producir reacciones físicas y químicas en la leche, mantener los estándares de limpieza y esterilidad. Medir el caudal de vapor proporciona información imprescindible para monitorear algunos de los procesos antes descritos. Los medidores de caudal que se utilizan son los Medidores Spiraflo que están diseñados para brindar información precisa de la temperatura, presión y caudal del vapor.

4. En la industria cervecera, para producir cerveza de alta calidad manteniendo bajos los costes de producción, es esencial que los procesos de fermentación funcionen de la forma más eficiente posible y para ello hay que usar de manera eficaz el calor que encontramos disponible en el vapor. Para conseguirlo, es necesario considerar el diseño y funcionamiento del sistema completo de vapor y condensado, teniendo en cuenta los tipos de proceso, sus necesidades específicas, el entorno local y el tipo de cerveza que vamos a elaborar. La cerveza se prepara a partir de malta, lúpulo, agua y levadura. Este proceso necesita de reacciones químicas complejas para convertir las materias primas en cerveza. En este proceso el vapor es esencial en los procesos de calentamiento, limpieza y pasteurización. El vapor se produce en la caldera y se distribuye a las instalaciones mediante un sistema de distribución de tuberías. La medición del caudal de vapor se realiza al salir de la caldera porque este vapor debe tener características determinadas para una mejor calidad en el proceso.

25


5. En plantas de agua y aguas residuales, los medidores de caudal electromagnéticos son los ideales para la medición del caudal del agua doméstica, aguas residuales, líquidos viscosos, lodos porque tienen una buena precisión de medida, respuesta rápida y no generan caída de presión. Estos medidores tienen dos áreas principales de aplicación:

El tratamiento y la distribución de agua potable para uso doméstico.

El control de recolección de aguas residuales y agua de lluvia para su purificación en plantas de tratamiento para posterior su devolución al medio ambiente.

El medidor de caudal en las plantas de aguas se usa para controlar: Los flujos de entrada del agua, de manera que la gestión del

proceso se pueda optimizar en tiempo real.

Los volúmenes de agua utilizados por cada consumidor, de modo que puedan ser facturados al cliente de acuerdo con su uso.

E.- ¿Cómo influye la válvula automática proporcional en el caudal del módulo?, Explicar.

Esta válvula proporciona un suministro de aire si la línea esta desconectada o si falla la fuente de aire exterior.

Válvula de cambio totalmente automática.

Señal de aviso especial cuando el aire es suministrado por el aparato autónomo.

Aviso si la válvula está cerrada.

Aplicación como suministro de aire de emergencia.

26


F.- ¿Qué es el número de Reynolds y para que se utiliza? Dar 2 ejemplos.

El número de Reynolds, utilizaríamos para medir el régimen del caudal. Sirve para caracterizar el movimiento del fluido en el sistema.

Relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande). Desde un punto de vista matemático el número de Reynolds de un problema o situación concreta se define por medio de la siguiente fórmula:

o equivalentemente por:

Donde:

ρ: densidad del fluidovs: velocidad característica del fluidoD: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistemaμ: viscosidad dinámica del fluidoν: viscosidad cinemática del fluido

Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos. Así por ejemplo en conductos si el número de Reynolds es menor de2000 el flujo será laminar y si es mayor de 4000 el flujo será turbulento

27

Flujo Laminar Flujo Turbulento


EJEMPLO

Calcular el numero de Reynolds de un gas que fluye en una tubería de producción con 2 7/8 in de diámetro exterior y un espesor de 0.1345 in, si se sabe que la densidad relativa 0.65; y una viscosidad de 0.00109 cp; si se sabe que se tiene una producción diaria de 7MMpcd sin estrangulador.

¿Qué tipo de flujo tenemos?

Calculamos el diámetro interior

28

qg= 7,000,000 (ft3/día)μg=0.00109 (cp)γg=0.65 (adimensional)

d int=2 78

−2(0 .1345 )

d int=2 .606 in


Por lo tanto sustituimos en la formula y obtenemos que:

Entonces tenemos un flujo turbulento

G.- ¿Qué es el NPSH y para que se usa? Explicar.

Por definición el NPSH es la carga de succión neta positiva, medida con relación al plano de referencia, aumentada de la altura correspondiente a la presión atmosférica y disminuida de la altura debida a la tensión de vapor del líquido.

Hay que tener presente dos conceptos:

NPSH (Requerido)Es la NPSH mínima que se necesita para evitar la cavitación. Depende de las características de la bomba, por lo que es un dato regularmente proporcionado por el fabricante.

NPSHr = Hz + (V2/2g)Dónde:Hz = Presión absoluta mínima necesaria en la zona inmediata anterior a los alabes.V2/2g = Carga cinética correspondiente a la velocidad de entrada del líquido en la boca del impulsor.

NPSH (Disponible)Depende de las características de la instalación y del líquido a bombear. Esta es independiente del tipo de bomba y se calcula de acuerdo a las condiciones atmosféricas y de instalación/operación.

NPSHd = Ha – Hs – Hv – HfDonde:Ha = Presión atmosférica en pies (ver en tablas)Hs = Altura de succión en pies (Nota: Hs se resta si el nivel del agua está por abajo del ojo del impulsor; se suma si el nivel del agua está por arriba del impulsor)

29

NRe=0 .0201056qg γ gdμg

=0 .0201056 (7 ,000 ,000)(0 . 65)(2 .606 )(0 . 00109)

=32 ,205 ,313 .07


Hv = Presión de vapor en pies (depende de la temperatura del líquido; ver en tablas)Hf = Pérdidas de fricción en la tubería de succión (pies)

El conocimiento del NPSHd por el instalador es fundamental para la elección adecuada de la bomba y evitar así posibles fracasos. Por lo tanto, para evitar cavitación en la bomba y asegurar el correcto funcionamiento de una instalación, el NPSH disponible debe ser siempre mayor al NPSH requerido por la bomba. NPSHd > NPSHr

Ejemplo de NPSH – Altura de Succión

Elevación = 500 pies arriba del nivel del marTemperatura del Agua = 21°CCarga de Succión (Hs) = 13 piesCapacidad = 300 Galones por Minuto (GPM)Longitud del Tubo de Succión (Acero) = 13 pies

Diámetro del Tubo = 4 pulgadasHa = 33.3 pies (Dato)Hv = .84 pies de carga (Dato)Hf = (9.19/100) * 13’ + (9.19/100) * 12’ = 1.19 (Pérdidas en Tubo) + 1.10 (Pérdidas en Conexiones) = 2.29 piesHs = 13 pies

NPSHd = Ha – Hs – Hv – Hf

NPSHd = 33.3’ – .84’ – 2.29 – 13’ = 17.2 piesNPSHr para DB3 a 300GPM = 11 pies

17.2 > 11, por lo tanto: Aceptable

30


IMÁGENES

FIG.15.1. AQUÍ PODEMOS OBSERVAR AL PROFESOR INDICANDO LAS FUNCIONES DE CADA PARTE DEL MÓDULO.

31


FIG.15.2. AQUÍ OBSERVAMOS EL CAMBIO DE SET POINT

FIG 15.3. AQUÍ OBSERVAMOS EL CONTROLADOR PLC

32

módulo de caudal

Documents

Transcript of módulo de caudal