Subido por Brian García Ortega

Practica 3 brendis (1)

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AGOSTO/2023
Instrumentación y control
Docente
Carlos Manuel Rodriguez Ascencio
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
.
Competencias a desarrollar………………………..3
Introducción…………………………………………..3
Materiales y reactivos………………………….……4
Desarrollo…….………………………………………..4
Cuestionario………………………………………….16
Conclusiones…………………………………………18
Bibliografía……………………………..……….…….18
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
Competencias a
desarrollar
El estudiante reconocerá algunos de los medidores existentes de la variable
presión, flujo y temperatura. Identificará sus características principales de
operación y de aplicaciones.
Introducción
Dentro de los procesos industriales, se cuenta con una gran variedad de
sensores para poder realizar la medición de las variables de un proceso
determinado.
En esta práctica solo abordaremos las variables presión, flujo y temperatura, y
se trabajará con los equipos necesarios para comprender el funcionamiento
de medición de estas.
Estas variables son muy importantes dentro de casi todos los procesos
industriales. Por lo que, el conocimiento de sus elementos primarios de
medición y de los distintos instrumentos dentro de todo el proceso en general,
es un aspecto de suma importancia.
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
Materiales y reactivos
MATERIALES
EQUIPOS
REACTIVOS
1 vaso de precipitado de 250 ml
1 columna de destilación
Mezcla de agua y
alcohol al 50%
Desarrollo
Parte 1
Operación de la columna de destilación para observar el funcionamiento de
los elementos primarios de medición (medidor de flujo, presión y
temperatura).
1.- El docente proporcionará el instructivo de operación de la columna de
destilación, para verificar antes de encender el equipo. Toma evidencia
fotográfica y realiza tus observaciones.
Operación de la columna de destilación para observar el funcionamiento de
los elementos primarios de medición (medidor de flujo, presión y
temperatura)
La columna de destilación tiene los siguientes puntos durante el proceso
• Caída de presión a lo largo de la columna como una función de la
velocidad evaporación
• Eficiencia de la columna como función de la velocidad de evaporación,
con reflujo total
• Perfiles de temperatura placa-a-placa a lo largo de toda la columna
• Construcción de McCabe-Thiele de la línea de operación
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
• Evolución temporal de la composición del condensado de la última
bandeja en función del porcentaje de reflujo
• Balance de masa en el sistema
• Control manual de la relación de reflujo, por ejemplo: para obtener un
producto superior con una composición especificada.
• Comparación de comportamiento con una columna rellena.
1.-Verificaremos que el sistema del agua para enfriamiento, este debe de estar
conectado correctamente
2.-Se debe asegurar que todas las válvulas estén encerradas antes de encender
el equipo
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
3.-Vaciamos la mezcla miscible agua-alcohol al 50% de masa de cada una,
dentro del reboiler con ayuda de un embudo de plástico de tallo largo,
cerramos correctamente después de hacer lo anterior
4.-Abrimos el paso de agua a un caudal de entre 3000 a 3500 mm
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
5.-Conectamos el sistema a una toma de corriente de 110V
6.-Procedemos a encender el panel de control subiendo el break, iniciando con
el gris para continuar con los break negros
7.-Encender el sistema de resistencias del revoiler, apretando el botón de
ON/OFF, observamos que se prendió un led verde
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
8.-Ajustamos el reboiler a 1.4 Kw de energía para calentamiento, girando el
control de potencial del sistema de nombre HEAT
9.-Para monitorear las temperaturas tanto del sistema como de la columna,
nos ayudamos con el selector Temperatura °C, que nos muestra el tiempo real
en el punto de control de los termopares
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
10.- Posteriormente tomamos los datos que nos daba, para
poder hacer los calculo correspondientes, a la igual
obtención del alcohol etílico
Una vez que hicimos estos pasamos a apagar las torres de destilación
1.-Se apaga el sistema de calentamiento de la mezcla tanque-reboiler (ON/OFF
control)
2.-Se apagan el interruptor de paso (break negros)
3.-Se apaga el interruptor general (Break gris)
4.-Esperamos 20 minutos después de la práctica, para poder cerrar el paso del
agua
5.-Desconectamos la toma de corriente de 110V
COLUMNA DE DESTILACION
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
Los elementos primarios de medición, son aquellos que detecta el valor de
salida, es la porción de los medios de medición que primero utiliza o
transforma la energía del medio controlado.
Los elementos que tomamos durante esta práctica fueron (medidor de flujo,
presión y temperatura)
Temperatura
Presión
Flujo
Termómetros bimetálicos
Termómetros de vástago de vidrio
Perímetros de radiación ópticos
Pirómetros de radiación infrarrojos
Termómetros de cristal de cuarzo
Sistemas termales
Termopares
Resistencia eléctrica
Tubo bourdon
Columnas
Sensores eléctricos
Diafragmas
Fuelles
Capsulas
Campanas
Tubo pifot magnético
Turbina
Bomba dosificadora
Tubo Venturi
Derramadores
Rotámetro
Tarjet
Remolino
Vortex
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
2.- Identifica, prácticamente las partes de un manómetro, como principal
elemento primario de medición de la variable presión y su funcionamiento
básico.
Partes de un manómetro:
1.- Ingreso de presión.
2.- Portamuelle.
3.- Mecanismo.
4.- Segmento dentado.
5.- Tirante.
6.- Terminal.
7.- Tubo de Bourdon.
8.- Aguja.
9.- Esfera.
Función de un manómetro:
Un manómetro es un instrumento de medida de la presión en fluidos (líquidos
y gases) en circuitos cerrados. El tubo de Bourdon mueve la aguja cuando
genera presión de aire. Esta actúa sobre el tubo de latón que tiende a doblarse
y genera presión de aire. La principal ventaja es una lectura de presión
instantánea y precisa, la disponibilidad del dispositivo y la confiabilidad.
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
3.- Reporta toda la evidencia fotográfica posible de los manómetros
observados. Debes considerar en ellas:
-La caratula y aguja indicadora.
-Las partes que lo conforman.
-El tubo Bourdon y sus partes.
-Los acoplamientos mecánicos.
Parte II
4.- Identifica prácticamente, los elementos primarios de medición de la
variable temperatura y realiza un cuadro comparativo de las temperaturas con
respecto al tiempo. Toma evidencia fotográfica y, en el reporte
correspondiente, anota el principio de funcionamiento de cada uno de ellos.
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
Hora
03:00
03:24
03:28
03:34
T1
27
28.3
78.4
79.4
T2
27.8
28.4
79
79.7
T3
27.6
28
79.1
79.8
T4
27.6
27.9
79.4
80
T5
27.3
50
80
80.7
T6
T7
27.4
27.4
78.5
80
80.8
82.4
81
81.6
T8
24
70
90
83.5
T9
5
86.9
87.4
88.3
T10
27.8
77
77.9
80.7
T11
T12
27.6
20
28.1
28
28
31.8
28.1
32.8
T13
26.4
27.1
33.8
32.8
T14
24.8
27.1
27.4
27.8
5.- Realiza una gráfica de las temperaturas con respecto al tiempo.
Hora
03:00
T1
27
T2
T3
27.8
27.6
30
T4
27.6
25
T5
27.3
T6
27.4
T7
27.4
T8
24
T9
5
5
T10
27.8
0
T11
27.6
T12
T13
20
26.4
T14
24.8
Temperatura en °C
Temperatura inicial 3:30 pm
27 27.8 27.6 27.6 27.3 27.4 27.4
27.8 27.6
26.4
24
24.8
20
20
15
10
5
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10 T11 T12 T13 T14
Número de temperatura
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
T1
28.3
T2
28.4
T3
28
T4
27.9
T5
50
T6
T7
78.5
80
T8
70
T9
86.9
T10
77
T11
T12
28.1
28
T13
27.1
T14
27.1
Hora
03:28
T1
78.4
T2
T3
79
79.1
T4
79.4
T5
80
T6
80.8
T7
82.4
T8
90
T9
87.4
T10
77.9
T11
28
T12
T13
31.8
33.8
T14
27.4
Temperatura 03:24 pm
Temperatura en °C
03:24
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
86.9
78.5 80
77
70
50
28.3 28.4 28 27.9
T1
T2
T3
T4
28.1 28 27.1 27.1
T5
T6
T7
T8
T9
T10 T11 T12 T13 T14
Número de temperatura
Temperatura (trabajo de evaporación) 03:28 pm
Temperatura en °C
Hora
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
82.4
78.4 79 79.1 79.4 80 80.8
90 87.4
77.9
28
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
31.8 33.8
27.4
T10 T11 T12 T13 T14
Número de temperatura
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
03:34
T1
79.4
T2
79.7
T3
79.8
T4
80
T5
80.7
T6
T7
81
81.6
T8
83.5
T9
88.3
T10
80.7
T11
T12
28.1
32.8
T13
32.8
T14
27.8
Temperatura final 03:34 pm
Temperatura en °C
Hora
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
83.5
79.4 79.7 79.8 80 80.7 81 81.6
88.3
80.7
28.1
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
32.8 32.8
27.8
T10 T11 T12 T13 T14
Número de temperatura
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
Cuestionario
a) ¿Cuál es la utilidad de un dispositivo sensor de presión y flujo?
La utilidad de un dispositivo sensor de presión y flujo es medir y monitorear
las variables de presión y flujo en los procesos industriales.
Estos dispositivos permiten obtener datos precisos y en tiempo real sobre el
nivel de presión y el caudal de flujo en diferentes sistemas y máquinas. Esta
información es fundamental para controlar y optimizar los procesos, asegurar
la seguridad operativa, detectar posibles fallas o fugas, y garantizar la
eficiencia en la producción
b) ¿Cuáles son las unidades de medida convencionales en ambas variables de
proceso industrial?
Las unidades de medida convencionales en la variable de presión suelen ser el
bar, la libra por pulgada cuadrada (psi) y el pascal (Pa). En cuanto al flujo, las
unidades de medida convencionales pueden variar según la aplicación
industrial, pero algunas de las más comunes son el litro por minuto (l/min), el
metro cúbico por hora (m³/h) y el pie cúbico por minuto (cfm).
c) ¿Cuáles son los valores estándar de una señal neumática?
Los valores estándar de una señal neumática suelen ser 4-20 mA o 0-10 V.
Estos valores representan rangos de corriente o voltaje que se utilizan para
transmitir información de manera estándar en sistemas de control y
monitoreo industria
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
d) ¿Cuál es la importancia de poder realizar las mediciones de estas variables
en los procesos industriales?
La importancia de poder realizar mediciones de presión y flujo en los procesos
industriales radica en que estas variables son clave para garantizar la
seguridad, calidad y eficiencia en la producción. Conociendo los niveles de
presión y flujo, se pueden tomar decisiones informadas sobre el
funcionamiento de los equipos, el control de procesos y la detección de
posibles problemas. Además, estas mediciones permiten optimizar la
utilización de recursos, reducir costos y evitar desperdicios en la producción
industrial.
e) ¿Cuáles son los instrumentos más importantes dentro de la medición de la
presión y flujo dentro de la industria? ¿En qué otras áreas laborales podrían
aplicarse estos u otros medidores? Menciona algunos(as) ejemplos.
Los instrumentos más importantes dentro de la medición de la presión
incluyen los manómetros, transmisores de presión, transductores de presión
y los sensores de presión. Estos instrumentos se utilizan ampliamente en la
industria para medir y monitorear la presión en diversos procesos y sistemas,
como en la industria química, petroquímica, alimentaria, farmacéutica, HVAC,
entre otras.
En cuanto a la medición del flujo, los instrumentos más comunes son los
medidores de flujo, como los caudalímetros, tubos Venturi, orificios,
medidores electromagnéticos y ultrasonidos. Estos instrumentos son
esenciales para medir y controlar el flujo de líquidos y gases en diferentes
aplicaciones, incluyendo la industria de petróleo y gas, agua y aguas residuales,
alimentos, farmacéutica, entre otras.
Estos mismos instrumentos de medición de presión y flujo también pueden
aplicarse en áreas laborales como la investigación científica, la industria
AGOSTO/2023
Instrumentación y control
automotriz, la industria del agua y aguas residuales, sistemas de climatización,
la monitorización ambiental y en sistemas de seguridad de infraestructuras
críticas.
Conclusión
La medición y el control de procesos son fundamentales para generar, en
definitiva, los mejores resultados posibles en lo que toca a la utilización de
recursos, máquinas, performance, rentabilidad, protección medioambiental
seguridad,
entre
otros,
en
una
unidad
productiva.
Para hacer una comparación, un médico mide las principales características
del cuerpo humano para atestar que todo va bien o, si hay alguna alteración,
empezar a investigar las causas para que la “máquina” siga con salud y buen
funcionamiento.
Los medidores de flujo son instrumentos que controlan, miden o registran la
tasa de flujo, el volumen o la masa de un gas o líquido. También es posible que
los conozca como contadores de flujo, indicadores de flujo, medidores de
líquido o sensores de tasa de flujo. Los medidores de flujo aportan un control
y/o monitoreo preciso de lo que pasa por un caño o una tubería, incluyendo
agua, aire, vapor, aceite, gases y otros líquidos. Los medidores de flujo
específicos para una aplicación permiten a los gestores de instalaciones,
contratistas de control, ingenieros consultores y otras partes interesadas:
• Entender y controlar las operaciones de flujo
• Identificar y mejorar las eficiencias
• Abordar los problemas del equipo y el uso irresponsable
Bibliografía
•
Instrumentación Industrial. Antonio Creus Solé. Alfa Omega
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