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• Edgar Perez Cruz

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA PETROLERA

ING. IVONNE Y. HERNÁNDEZ GONZÁLEZ.

LAB. DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL 1.

PRÁCTICA # 5 “MEDIDOR DE FLUJO DE ÁREA CONSTANTE”

ALUMNO: EDGAR PÉREZ CRUZ.

GRUPO: 6PV1

SECCIÓN: 2

FECHA DE ENTREGA: 09 DE ABRIL DE 2013.

OBJETIVO Obtener la curva de calibración de una placa de orificio e identificar su problema en su instalación.

MARCO TEÓRICO La medición de flujo es uno de los aspectos más importantes en el control de procesos; de hecho, bien puede ser la variable más comúnmente medida. Existen muchos métodos confiables y precisos para medir flujo. Algunos son aplicables solamente a líquidos, otros solamente a gases y vapores; y otros a ambos. El fluido puede ser limpio o “sucio”, seco o húmedo, erosivo o corrosivo. Las condiciones del proceso tales como presión, temperatura, densidad, viscosidad, etc., pueden variar. Todos estos factores afectan la medición y deben ser tomados en cuenta en el momento de seleccionar un medidor de flujo. Es necesario por lo tanto, conocer el principio de operación y características de funcionamiento de los diferentes medidores de flujo disponibles. Sin tal conocimiento, es difícil seleccionar el medidor más apropiado para una determinada aplicación. De acuerdo al principio de operación, los medidores de flujo pueden ser agrupados de la siguiente manera: • Medidores diferenciales (Head Meters). • Medidores de desplazamiento positivo. • Medidores de área variable. • Medidores volumétricos. • Medidores de flujo másico. Factores que afectan el flujo de un fluido a través de una tubería Los factores que mayormente afectan el flujo de un fluido a través de una tubería son: • La velocidad. • La fricción del fluido en contacto con la tubería. • La viscosidad. • La densidad (gravedad específica). • La temperatura. • La presión.

Placas orificio La placa de orificio esta constituida por una placa delgada perforada, la cual se instala en la tubería utilizando bridas especiales.

Generalmente se construye de acero inoxidable con un espesor que oscila entre 1/8 y 1/2 pulgada. Otros tipos de materiales tales como Monel, níquel, Hastelloy, se utilizan cuando se necesita prevenir la corrosión o contaminación. Dos tomas de presión colocadas antes y después de la placa, captan la presión diferencial producida por la placa de orificio. La placa de orificio tiene diversas formas según el tipo de fluido que se quiera medir; las hay concéntricas, excéntricas, segméntales y de arista redonda. Las concéntricas se utilizan para fluidos limpios, las excéntricas para líquidos con gases ocluidos o gases que arrastran líquidos, las segméntales para líquidos con bajo porcentaje de sólidos, y las de arista redondeada para fluidos de viscosidad variable.

La relación del diámetro del orificio con respecto al diámetro interno de la tubería se llama “relación beta” ( = d/D). Para la mayoría de las aplicaciones, esta relación debe estar entre 0,20 y 0,70. Los valores óptimos de están entre 0,4 y 0,6. Para una misma velocidad de flujo una alta relación beta produce menor caída de presión que una baja relación. La práctica normal en el diseño de una placa de orificio es la de suponer un diferencial de presión (Hw) estándar (Ejemplo: 100 pulgadas de columna de agua), y luego calcular el diámetro del orificio para la máxima tasa de flujo. Todas las placas del orificio pueden ser diseñadas para que produzcan un Hw estándar. Esto permite que el mismo transmisor o elemento secundario pueda ser utilizado con todas las placas de la planta. A pesar de ser simple, la placa de orificio es un elemento de precisión. La exactitud depende de la uniformidad y del espesor de la placa, y del maquinado del orificio. La calidad de la instalación también afecta la exactitud. Las conexiones, válvulas y otros elementos distorsionantes del flujo pueden cambiar el perfil de velocidad creando remolinos que afectan la medición, las longitudes rectas de tubería aguas arriba y aguas abajo de la placa, se establecen como normas para garantizar la calidad de la medición. Las

longitudes de los tramos rectos de tubería antes y después de la placa dependen del tipo de instalación.

DIAGRAMA DEL EQUIPO

DESARROLLO EXPERIMENTAL 1. Encender la computadora junto con el tablero. 2. Verificar que el tablero no esté en paro de emergencia. 3. Abrir el suministro de aire y agua. 4. Abrir el software. 5. Abrir proyectos recientes y seleccionar uno. 6. Comprobar que todas las válvulas estén cerradas. 7. Llenar el tanque 1. 8. Abrir la válvula de solenoide que dirige el flujo hacia el tanque 2, así como también la válvula neumática posicionada después de la placa de orificio mantenerla cerrada. 9. Accionar la bomba 1 y abrir al 10% la válvula neumática. 10. Medir el nivel deseado en el tanque 2 y con un cronometro registrar el tiempo. 11. Tomar las lecturas de presión. 12. Repetir el desde el paso 9, hasta tener un mínimo de 4 lecturas.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

%Y

ΔP (psi)

ΔL (cm)

θMin

0

-

-

-

10

0.332394 04

5

0.6167

20

1.040424 78

5

0.3167

30

1.622773 65

5

0.2667

40

2.007514 06

5

0.2500

50

2.299772 27

5

0.2200

60

2.515804 92

5

0.2167

70

2.637549 07

5

0.2133

80

2.921859 59

5

0.2050

90

2.839492 63

5

0.2000

100

2.800476 7

5

0.1933

CÁLCULOS

[=] l/seg

[=] l/min

Calculo de gasto ideal.

Calculo de gasto real. D=0.65m

=26.8915 l/min

TABLA DE RESULTADOS

%Y

ΔP (psi)

ΔL (cm)

θMin

QR

Qi

0

-

-

-

10

0.332394 04

5

0.6167

26.8915

34.59217 47

20

1.040424 78

0.3167

52.3677

61.20072 88

5

30

1.622773 65

5

0.2667

62.1867

76.43287 99

40

2.007514 06

0.2500

66.3325

85.01206 16

5

50

2.299772 27

5

0.2200

75.3778

90.99000 04

60

2.515804 92

0.2167

76.5375

95.16773 45

5

70

2.637549 07

5

0.2133

77.7333

97.44319 7

80

2.921859 59

90

2.839492 63

100

2.800476 7

5 5 5

0.2050 0.2000 0.1983

80.8932

102.5606 87

82.9156

101.1047 65

83.6123

100.4077 49

GRÁFICA

CONCLUSIÓN En esta práctica se realiza para encontrar la curva de calibración en la cual se puede observar que la placa de orificio contiene incrustaciones por la cuales la Qr esta por debajo de la Qr, al igual que los últimos valores obtenidos experimentalmente fueron leídos erróneamente ya que se tenía que dejar un tiempo más largo de obtención para que el flujo llegara a la placa de orificio y así al tanque 2 ademas se ven mas obstáculos para llegar al tanque que fueron los errores que se tuvieron al instalar el equipo por ejemplo codos muy cerca. Llego a la conclusión de que a pesar de estos márgenes de error se comprueba que el medidor que produce las mayores pérdidas de presión en comparación con otros elementos primarios de medición de flujos de área constante es la placa de orificio, de igual manera los resultados se verán afectados en la forma en que el equipo este instalado además del mantenimiento que se le da en este caso creo

que influye el problema en su instalación en los resultados ya que el equipo se ve en buen estado y que se le ha realizado mantenimiento.

EDGAR PÉREZ CRUZ

Bibliografia http://es.scribd.com/doc/44436576/Mediciones-e-Insrumentacion-Industrial