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• Jose Pablo Chavez Paucar

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA AMBIENTAL

CATEDRA: ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE PROCESOS TEMA: DISEÑO Y SIMULACIÓN DE VACIADO DE TANQUES

PRESENTADO A: Dr. GUEVARA YANQUI, Pascual

Presentado por: CHAVEZ PAUCAR, Jose

HUANCAYO- PERÚ 2016

Índice 1.

RESUMEN...................................................................................................... 2

2.

OBJETIVOS.................................................................................................... 3

2.1.

OBJETIVO GENERAL................................................................................... 3

2.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS...........................................................................3

3.

INTRODUCCIÓN............................................................................................. 3

4.

MARCO TEORICO........................................................................................... 4

4.1.

TANQUES................................................................................................... 4

4.2.

FLUIDO....................................................................................................... 5

4.3.

FLUJO........................................................................................................ 6

4.4.

MODELO MATEMÁTICO DEL TANQUE..........................................................8

5.

PARTE EXPERIMENTAL................................................................................ 13

5.1.

MATERIALES Y REACTIVOS.......................................................................13

5.2.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.............................................................13

6.

CALCULOS Y RESULTADOS..........................................................................13

6.1.

Datos........................................................................................................ 13

6.2.

Datos experimentales.................................................................................. 14

6.3.

Cálculos:................................................................................................... 14

7.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS.......................................................................17

8.

CONCLUSIONES.......................................................................................... 17

9.

RECOMENDACIONES...................................................................................17

10.

BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................... 18

11.

ANEXOS................................................................................................... 19

1. RESUMEN Para el presente laboratorio, se empezó por diseñar el equipo (tanque cilíndrico recto), y luego hizo las corridas. El módulo tiene un diseño para ser utilizado en el laboratorio, sus dimensiones son: altura del fluido (agua) para la pruebas experimentales es de 0.1 m con 2

un diámetro de 0.1 m. El diámetro del orificio de descarga es de 0.005 m. A continuación se evaluó los valores de los datos obtenidos y se llevó a análisis para ver si cumplían o no con los parámetros establecidos, siendo los resultados los siguientes: Tiempo total de vaciado real 90.53y el coeficiente de descarga

c=0.5970 .

2. OBJETIVOS 2.1.

OBJETIVO GENERAL 

Determinar el tiempo de vaciado de un tanque cilíndrico a través de un orificio en la parte inferior (base).

2.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Determinar los coeficientes de descarga. .



Comparar los resultados teóricos – prácticos.

3. INTRODUCCIÓN El vaciado de tanques con descarga lateral o en el fondo ha sido estudiado ampliamente y se han publicado modelos que representan la influencia de variaciones en el diámetro y forma del orificio en el flujo volumétrico. Es realizado en las labores diarias de una industria, fábricas, empresas mineras, etc., de ahí nuestro interés de determinar el tiempo de vaciado de un tanque. La forma de los tanques pueden variar, entre ellos tenemos: cilindros, cubos, piramidales, cónicos, trapezoidales, etc. En el presente informe se estudiará el tiempo de vaciado de un tanque cilíndrico recto, para realizar las pruebas y tomar los datos, el tanque estará en su forma vertical. Para poder determinar el tiempo de vaciado se utilizará diferentes principios como son: balance de masa, balance de movimiento y balance de energía. Por medio de la aplicación de los principios de conservación de masa y momentum se formulará un modelo matemático que describe el vaciado de un tanque al que no se le repone agua, para ser validado experimentalmente.

3

4. MARCO TEORICO 4.1.

TANQUES La mayor parte de los líquidos manejados en las industrias de procesos se almacena a granel en tanques que operan en el entorno de la presión atmosférica. La necesidad de stock en las plantas puede presentarse tanto en el aprovisionamiento. Como en el despacho de productos elaborados, sean estos intermedios o finales del proceso. La capacidad total de almacenaje como la individual de cada tanque dependerá según el caso analizado de:

4.1.1.

 

El balance entre el flujo producido y demandado por el consumidor La reserva fijada como crítica, expresada en días de marcha o volumen

 

mínimo Los medios, capacidad y costos de transporte (logística) El espacio disponible en planta. VACIADO DE TANQUES En las industrias existe la necesidad de vaciar sus tanques sea con fines de limpieza

temporaria

o

simplemente

para

efectuar

algún

trabajo

de

mantenimiento en los mismos, o cumpliendo simplemente su tarea. En otras situaciones, se precisa trasvasar producto de un equipo a otro aprovechando las diferencias de niveles entre ellos cualquiera sea su disposición, esto es, descarga por gravedad desde un nivel superior a otro inferior o bien entre tanques ubicados horizontalmente. Se busca pues eliminar actividades que generen costos y no agreguen valor a o los productos elaborados El vaciado de tanques y recipientes es un proceso en régimen no estacionario dado que tenemos una salida de masa del sistema a una velocidad variable que dependerá del nivel de líquido en el mismo. 4.1.2.

TIPOS DE TANQUES Los tanques de almacenaje pueden clasificarse según distintos criterios y su selección dependerá del análisis global de la instalación y de su impacto sobre los procesos asociados. Así encontramos los siguientes diseños:  Tanques cuadrados o rectangulares: Se emplean para almacenar productos no agresivos (agua, mieles, jarabes, etc.) y son de baja capacidad (V