Proceso de Presurizado
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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Bolivariana
Departamento de ingeniería electrónica
Laboratorio de control de procesos
Práctica # 4
PROCESO DE PRESURIZADO Y
DESPRESURIZADO DEL TANQUE (TQ2)
Prof: Ing. María Pérez
Autores:
Br. Antonio J. Pérez G.
Br. Miguel Córdova
Sección EOD-801
Maracay, octubre 2010
Índice
Procesos reales de presurizado de un tanque .………………………………..4.
Principio de funcionamiento de un compresor de aire……………………….5,6.
Diferentes tipos de medidores de presión.……………………………………7,8,9
Bibliografía………………………………………………………………………………10
Conclusión………………………………………………………………………………11
Introducción
En física y disciplinas afines, la presión es una magnitud física que mide la fuerza
por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada
fuerza resultante sobre una superficie.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI) la presión se mide en una unidad
derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un
newton actuando uniformemente en un metro cuadrado
La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que
actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando
sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme
y perpendicularmente a la superficie.
En determinadas aplicaciones la presión se mide no como la presión absoluta
sino como la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión
relativa, presión normal, presión de gauge opresión manométrica. Consecuentemente,
la presión absoluta es la presión atmosférica más la presión manométrica (presión que
se mide con el manómetro).
Pre-laboratorio
1. Describir procesos reales de presurizado/despresurizado de tanques
El aire comprimido se refiere a una tecnología o aplicación técnica que hace uso
de aire que ha sido sometido a presión por medio de un compresor. En la mayoría de
aplicaciones, el aire no sólo se comprime sino que también se deshumifica y se filtra. El
uso del aire comprimido es muy común en la industria, su uso tiene la ventaja sobre los
sistemas hidráulicos de ser más rápido, aunque es menos preciso en el
posicionamiento de los mecanismos y no permite fuerzas grandes.
2. Detalle el principio de funcionamiento de un compresor de aire
Son máquinas que aspiran aire ambiente a la presión y temperatura atmosférica y lo
comprime hasta conferirle una presión superior. Son las maquinas generadoras de aire
comprimido. Existen varios tipos de compresores, dependiendo la elección de las
necesidades y características de utilización
Compresores de desplazamiento positivo
Son unidades donde el incremento de presión se logra introduciendo un volumen
de gas en espacio determinado, que posteriormente es reducido por medios mecánicos.
Los compresores de desplazamiento positivo se dividen a la vez en dos grupos,
los reciprocantes y los rotativos
Compresores reciprocantes
Son los más antiguos y conocidos entre los compresores de desplazamiento
positivo.
En estos equipos el elemento principal de compresión es un pistón que se mueve
alternativamente dentro de un cilindro, lográndose así la reducción del volumen del gas
a comprimir.
Los compresores de pistón pueden ser se simple o doble efecto, según si una o
ambas caras del pistón realicen compresión sobre el fluido.
Los de simple efecto comprimen el aire en la parte superior del cilindro y
normalmente son del tipo entroncado.
Los de doble efecto requieren una acople mediante crucetas, para procurar que
el movimiento de vástago sea lineal, con lo cual puede lograrse una reducción en el
largo del pistón, creándose dos cámaras de compresión: una por arriba y otra por abajo
del mismo.
Los compresores reciprocantes pueden ser además lubricados o no lubricados;
estos últimos tienen anillos de politetrafluoretileno (PTFE) auto-lubricados. Los
compresores no lubricados del tipo entroncado tienen carcaza seca, con rodamientos
de engrase permanente, mientras que los de cruceta tienen la biela más larga de forma
que su parte lubricada no entre en la cámara de compresión.
Los compresores reciprocantes normalmente tienen válvula auto-accionadas las
cuales abren y cierran según la diferencia de presión que exista a través de ellas.
Los compresores alternativos son los equipos de compresión más usados;
poseen un alto rango de tamaños y tipos diferentes, su potencia varía desde fracciones
de hp hasta unidades de más de 12.000 hp, con rangos de presión desde menos de
uno hasta más de 4000 bar.
Otra ventaja de estos equipos, es que son más eficientes para la mayoría para la
mayoría de las aplicaciones, pudiendo ser instalados con equipos de control de
capacidad para mantener se eficiencia a cargas parciales.
Debido al movimiento reciprocante de los pistones y a otras partes rodantes
desbalanceadas, las fuerzas de inercia tienden a desbalancear la unidad; por ello es
necesario emplear alguna base o función que establece la instalación.
La aplicación de este requerimiento depende del tipo y tamaño del compresor.
Dadas las características de funcionamiento de este tipo de compresores, el flujo del
aire que ellos entregan no es continuo sino pulsante, lo que representa una desventaja.
Sin embargo, ello puede minimizarse utilizando un amortiguador de pulsaciones.
A continuación daremos un trato especial a algunos compresores reciprocantes
debido a sus características muy particulares.
Compresores de pistón libre
Se trata de un arreglo especial, en donde el compresor se encuentra integrado a
un motor diesel de manera tal que no existe conexión mecánica alguna. En principio, se
trata de un diseño sencillo, pero en la práctica, el diseño es sumamente complicado
debido a la necesidad de sincronismo de los pistones, y de un sistema de arranque.
El principio de operación de estos equipos es el siguiente:
Haciendo uso del aire comprimido se logra el movimiento hacia adentro de los
dos pistones, comprimiéndose el aire contenido en la cámara de combustión. Cuando
los pistones se encuentran cerca del punto muerto inferior, se inyecta el combustible,
produciéndose la combustión por efecto de la temperatura.
Al incrementarse bruscamente la presión en la cámara de combustión, los
pistones son forzados hacia fuera, obteniéndose la compresión del aire en las cámaras
de compresión.
3. Describir los diferentes modos de medición de presión, especifique sobre
la instrumentación utilizada.
Manómetro
Para medir la presión empleamos un dispositivo denominado manómetro. Como
A y B están a la misma altura la presión en A y en B debe ser la misma. Por una rama
la presión en B es debida al gas encerrado en el recipiente. Por la otra rama la presión
en A es debida a la presión atmosférica más la presión debida a la diferencia de alturas
del líquido manométrico.
Los instrumentos para medición de presión pueden ser indicadores,
registradores, transmisores y controladores, y pueden clasificarse de acuerdo a lo
siguiente:
Tipo de Manómetro Rango de Operación
-M. de Ionización 0.0001 a 1 x 10-3 mmHg ABS
-M. de Termopar 1 x 10-3 a 0.05 mmHg
-M. de Resistencia 1 x 10-3 a 1 mmHg
-M. Mc. Clau 1 x 10-4 a 10 mmHg
-M. de Campana Invertida 0 a 7.6 mmH2O
-M. de Fuelle Abierto 13 a 230 cmH2O
-M. de Cápsula 2.5 a 250 mmH2O
-M. de Campana de Mercurio (LEDOUX) 0 a 5 mts H2O
-M. "U" 0 a 2 Kg/cm2
-M. de Fuelle Cerrado 0 a 3 Kg/cm2
-M. de Espiral 0 a 300 Kg/cm2
-M. de Bourdon tipo "C" 0 a 1,500 Kg/cm2
-M. Medidor de esfuerzos (strengeigs)7 a 3,500 Kg/cm2
-M. Helicoidal 0 a 10,000 Kg/cm2
Elementos mecánicos
Medida por columna liquida: La forma más tradicional de medir presión en
forma
precisa utiliza un tubo de vidrio donde se deposita una cantidad de líquido de densidad
conocida. Este tipo de manómetro tiene una ganancia que expresa la diferencia de
presión entre los dos extremos del tubo mediante una medición de diferencia de altura
(es decir, una longitud).
El tubo Bourdon es un tubo de sección elíptica que forma un anillo casi
completo, cerrado por un extremo. AI aumentar la presión en el interior del tubo, éste
tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector
dentado y un piñón. La ley de deformación del tubo Bourdon es bastante compleja y ha
sido determinada empíricamente a través de numerosas observaciones y ensayos en
varios tubos. El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero
inoxidable, aleación de cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel.
El elemento en espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral
alrededor de un eje común.
Helicoidal arrollando más de una espira en forma de hè1ice. Estos elementos
proporcionan un desplazamiento grande del extremo libre y por ello, son ideales para
los registradores.
El diafragma consiste en una o varias capsulas circulares conectadas
rígidamente entre sí por soldadura, de forma que al aplicar presión, cada capsula se
deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de
palancas. El sistema se proyecta de tal modo que, al aplicar presión, el movimiento se
aproxima a una relación lineal en un intervalo de medida lo más amplio posible con un
mínimo de histéresis y de desviación permanente en el cero del instrumento. El material
del diafragma es normalmente aleación de níquel o inconel x. Se utiliza para pequeñas
presiones.
El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza
flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento
considerable. Hay que señalar que los elementos de fuelle se caracterizan por su larga
duración, demostrada en ensayos en los que han soportado sin deformación alguna
millones de ciclos de flexión. El material empleado para el fuelle es usualmente bronce
fosforoso y el muelle es tratado térmicamente para mantener fija su constante de fuerza
por unidad de compresión. Se emplean para pequeñas presiones.
Los medidores de presión absoluta opuesto a un fuelle sellado al
de los dos fuelles equivale para los fuelles es latón o acero inoxidable. Se utilizan para
la medida exacta y el control preciso de bajas presiones, a las que puedan afectar las
variaciones en la presión atmosférica. Por ejemplo, en el mantenimiento de una presión
absoluta de 50 mm de mercurio en una columna de
destilación, el punto de consigna 760 mm. Si la presión atmosférica cambiase a 775
mm cl vacuometro indicaría: 710 + 15 = 725 mm con lo cual la presión absoluta en la
columna sería controlada a 50 15 = 65 mm, es decir, a un 30 % más de la deseada.
Galgas extensométrica se basan en la variación de la longitud y de diámetro, y
por lo tanto de resistencia, que tiene lugar cuando un hilo de resistencia se encuentra
sometido a una tensión mecánica por la acción de una presión.
Bibliografía
Documento en línea disponible en:
_ http://html.rincondelvago.com/
_ http://www.galeon.com/presurizado.htm
_ http://es.wikipedia.org/wiki/presion
Conclusión
Los instrumentos industriales de medición de presión son una parte muy
importante para las industrias de proceso en general de hoy en día. Tienen su campo
de aplicación que es amplio y abarca desde valores muy bajos (vacío) hasta presiones
muy altas. Los instrumentos de presión se dividen en tres grupos:
Mecánicos, Neumáticos, Electromecánicos Electrónicos.
Los Mecánicos se dividen en dos grupos: Los Elementos primarios de Medida
Directa que mide la presión comparándola con la ejercida por un líquido, densidad y
altura conocida, el desplazamiento puede indicarse por un sistema de flotador y palanca
indicadora y mueve un indicador de una escala.
Los Elementos primarios Elásticos miden la presión cuando en su parte interior
tiende a enderezarse y el movimiento transmitido a la aguja indicadora por un sector
dentado y un piñón.
Los Elementos Neumáticos, la función de medida queda establecido por su
campo de medida del elemento. Utilizará componentes de elementos mecánicos
consiste un transmisor de equilibrio de fuerzas de tubo Bourdon mientras que uno de 3-
15 psi será de equilibrio de movimientos con elementos de fuelle.
Los Elementos Electromecánicos-Electrónicos, utiliza elementos mecánicos
Elásticos combinado con un traductor eléctrico que genera la señal eléctrica
correspondiente. El Electrónico ocupa los mismos componentes que el Electromecánico
su medición ejerce una fuerza sobre una barra rígida del transmisor, la señal pasa a un
circuito de realimentación variando la corriente de salida en forma proporcional al
intervalo de presiones de proceso.
Al conocer los instrumentos de medida de presión, su mantención tiene
un objetivo indispensable para que la planta funcione sin paros no programados e
intempestivos. Hoy en día la medida de Presión está normalizada en PASCAL de
acuerdo con la Organización Internacional de Estandarización ( ISO ). El PASCAL en
un newton por metro cuadrado ( 1 N / m² ).