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GUÍA DE PRÁCTICA
LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA II
Rev. 01 03.01. Página 1 de 14 ASUNTO CARACTERIZACIÓN DE MEDIDORES DE FLUJO EN TUBERÍAS
TIPO DE DOCUMENTO: (^) Manual de operación Manual de mantenimiento Manual de seguridad Procedimiento Material de evaluación
Trabajo dirigido Instructivo de trabajo Guía de práctica Guía Teórica Otro: _________________ Este documento es: (^) Controlado No controlado
GUÍA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA II
CARACTERIZACIÓN DE MEDIDORES DE FLUJO EN TUBERÍAS
Válido a partir del 03 de enero de 2018
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DISEÑO Y MONTAJE ORIGINAL: AUTOR: ELABORADO POR: CF/ES FECHA: ABRIL 2009 REVISADO POR: Comisión material instruccional FECHA: ABRIL 2009 APROBADO POR: ANA VIDOVIC FECHA:
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ASUNTO CARACTERIZACIÓN DE MEDIDORES DE FLUJO EN TUBERÍAS
- Rev. 01 03.01. LABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA II - Página 2 de
- OBJETIVOS INDICE
- 1.1. Objetivo General
- 1.2. Objetivos Específicos
- 1.3. Objetivos del Informe de Síntesis
- PLAN DE TRABAJO
- REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
- 3.1. Generalidades.
- 3.2. Medidores de flujo por diferencia de presión.
- 3.2.1. Medidor de flujo tipo venturi o venturimetro.
- 3.2.2. La placa de orificio:
- 3.2.3. Medidores de flujo magnéticos.
- REACTIVOS
- DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN
- MEDIDAS E IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD
- MÉTODO EXPERIMENTAL
- PREINFORME
- BIBLIOGRAFÍA
- ANEXO 1.A Dimensiones del venturímetro
- ANEXO 1.B Dimensiones de la placa de orificio
- ANEXO 2 Resumen de normas ISA para el trazado de diagramas de flujo
- ANEXO 3 Hoja de riesgo de la práctica caracterización de medidores de flujo en tuberías
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1.3. Objetivos del Informe de Síntesis
Estudiar la reproducibilidad de los resultados de las diferentes calibraciones. Determinar la correlación matemática que caracteriza a cada medidor de flujo. Determinar los rangos operacionales para cada medidor de flujo. Realizar un estudio comparativo de los diferentes elementos de medición de flujo.
2. PLAN DE TRABAJO
Cada grupo realizará las mismas experiencias según el cronograma señalado en la planificación de las sesiones de prácticas.
3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
3.1. Generalidades.
La medición del flujo es una de las variables más importante en la operación de una planta, sin esta medida el balance de materia, el control de calidad y la operación misma de un proceso continuo serían casi imposibles de realizar. Existen varios métodos que permiten medir el flujo en un conducto cerrado entre los cuales se tienen los métodos directos, métodos indirectos, gravimétricos, volumétricos, electrónicos y electromagnéticos.
Los medidores de flujo que se fundamentan en los métodos directos miden un volumen de fluido que circula por una tubería durante un intervalo de tiempo específico. Estos medidores ofrecen gran precisión y exactitud y por ello se utilizan generalmente para calibrar los medidores de flujo indirectos.
Los métodos indirectos para medir el caudal suelen requerir la medición de una carga manométrica, una diferencia de presión o la velocidad en varios puntos de una sección transversal, para que posteriormente con base a estos datos, se determine el caudal buscado. A nivel industrial los medidores indirectos más utilizados son: placa de orificio, boquilla, venturímetro, tubo de pitot, rotámetro. Estos medidores deben calibrarse previamente con un medidor directo.
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3.2. Medidores de flujo por diferencia de presión.
Se utilizan ampliamente en laboratorio e industrias por su sencillez, confiabilidad y robustez. En esta práctica se caracterizarán 2 tipos de uso común: la placa de orificio y el venturímetro. Su funcionamiento se basa en la medición de la diferencia de presión causada por la inserción, en la línea de flujo, de algún mecanismo que reduce la sección; al pasar el fluido a través de la reducción aumenta su velocidad y su energía cinética, el cual se traduce en una variación de la presión dinámica en el fluido.
Si se aplica la ecuación de Bernoulli entre los puntos A y B (ver figura 1), la ecuación de continuidad para fluidos incompresibles y la ecuación de la estática, se puede obtener el caudal ideal ( Qi ) que circula por la tubería.
1 / 2 4 1 / 2
Qi ^ d hg LM
Figura 1: Esquema de un elemento medidor de flujo por diferencia de presión
Donde:
Q: Caudal volumétrico [L^3 .t-^1 ] h: Diferencia de altura^ [L] : Densidad del fluido [M.L-^3 ] LM: Densidad del líquido manométrico^ [M.L-^3 ] : Relación^ entre diámetros d/D^ [L.L-^1 ] d: Diámetro menor del elemento considerado [L] D: Diámetro mayor del elemento considerado [L]
Q A^ B
h
d D
LM
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Figura 3: Esquema de una placa de orificio que muestra las líneas de corriente y placas de orificio de diferentes diámetros
3.2.3. Medidores de flujo magnéticos.
Su principio de medida está basado en la Ley de Faraday, que establece que al pasar un fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética (F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del mismo, de donde se puede deducir también el caudal.
Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre dos puntos diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos electrodos metálicos, entre los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En la parte externa se colocan los dispositivos para generar el campo magnético, y todo se recubre de una protección externa, con diversos grados de seguridad.
Figura 4: Esquema de funcionamiento de un medidor de flujo magnético.
V
Es D
Es Campo magnético
Electrodo
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4. REACTIVOS
Mercurio Tetracloruro
5. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN
La instalación está constituida por un circuito de tuberías en la que se disponen de los siguientes elementos: Un tanque Una bomba centrífuga de 1 HP Un rotámetro Un venturímetro Una placa de orificio Un contador volumétrico Un transmisor-Indicador de flujo magnético Manómetros diferenciales de mercurio y tetracloruro Balanza
6. MEDIDAS E IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD
Verificar que el tanque tenga un nivel de líquido suficiente para realizar las experiencias Verificar que los manómetros estén equilibrados y que las válvulas de purga de los mismos estén cerradas Verificar que cada manómetro esté conectado con el elemento medidor que le corresponde Abrir completamente la válvula de “By Pass” antes de activar la bomba Para cada lectura es necesario mantener el flotador en equilibrio No cerrar en ningún momento la válvula de By pass y la del rotámetro simultáneamente No exceder una lectura de 20 divisiones en el rotámetro
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Consultar la ficha de seguridad química de los reactivos involucrados en la práctica y mencionar cuales serían las medidas de seguridad en caso de derrames y fugas para estos reactivos.
9. BIBLIOGRAFÍA
Robert W. Fox y Alan T. McDonald. (1995). Introducción a la Mecánica de Fluidos. México. Mc Graw Hill. 4ta Edición.
Robert Mott. (1996). Mecánica de Fluidos Aplicada. México. Prentice Hall Cuarta Edición
http://www.google.co.ve/search?hl=es&q=medidores+de+flujo+por+metodos+directos&btnG=Buscar&meta=. Fecha de consulta 19 de marzo de 2009. Hora de consulta 3:45pm.
http://www.industria.uda.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20Aut/trabajos/tra bajos%202003/Sem%20Aut%20%20Caudal/web-final/Medidores%20Diferenciales.htm. Fecha de consulta 24 de marzo de 2009. Hora de consulta 10:00 am
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ANEXO 1.A
Dimensiones del venturímetro
ANEXO 1.B
Dimensiones de la placa de orificio
MEDIDAS EN mm
f14^ f^26
MEDIDAS EN mm
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ANEXO 3
Hoja de riesgo de la práctica caracterización de medidores de flujo en tuberías
De acuerdo a los criterios establecidos por el Instituto Nacional de Prevención Salud y Seguridad Laboral (INPSASEL) y según lo establecido en la “LEY ORGANICA DE PREVENCIÓN, CONDICIONES Y MEDIO AMBIENTE DE TRABAJO” (LOPCYMAT), Art. 53, Capítulo I, de los Derechos de los trabajadores y trabajadoras, de “Ser informados con carácter previo a sus actividades de las condiciones en que éstas se van a desarrollar, de la presencia de sustancias tóxicas en el área de trabajo, de los daños que la misma pudieran causar a su salud, así como los medios o medidas para prevenirlos”. Se les notifica formalmente, mediante el presente documento, las condiciones de riesgo a las que estará expuesto en su condición de operador en las instalaciones de planta piloto, por la acción de agentes físicos, químicos o condiciones ergonómicas que pueden causar daño a su salud. Dichos riesgos son los siguientes:
RIESGOS/EFECTOS A LA SALUD MEDIDAS PREVENTIVAS
Riesgo por caídas Suelo resbaladizo Golpes por caídas del mismo nivel Golpes por caídas de diferente nivel, traumatismo severo, contusiones, esguinces. Riesgo eléctrico Descarga o choque eléctrico Quemaduras Paro cardíaco
Usar escaleras en forma correcta y asegurarlas; prestar atención por donde camina. No correr en el área de trabajo. Mantener el área de trabajo ordenado, limpio y lo más seco posible. Usar de forma obligatoria los equipos de protección personal.
- Cumplir con las responsabilidades asignadas por el jefe de planta piloto, en relación con la seguridad en cada una de las instalaciones para toda actividad.
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- Solicitar asesoría al profesor encargado de la práctica o personal de planta piloto con el fin de mantener un ambiente de trabajo seguro.
- Reportar al personal de planta cualquier condición insegura que genere un riesgo potencial de accidente dentro de su área de trabajo o en un lugar adyacente en el cual usted se encuentre realizando actividades.
- Mantener en buen estado los equipos de control de emergencia (Extintores de incendios).
- Respetar y hacer respetar las señalizaciones de advertencia de seguridad ubicados en las instalaciones de planta piloto.
- No incurrir en actos inseguros. Usted debe trabajar cumpliendo las normas y procedimientos de seguridad.
- Mantener los equipos resguardados en su sitio y reportar al personal de planta piloto de inmediato cuando estos no se encuentren en su sitio o se encuentren dañados.
- Usar de forma “OBLIGATORIA” los equipos de protección personal: Bata o braga, pantalón tipo jeans, mascarillas (si lo amerita), lentes de seguridad, guantes, calzado cerrado y sin tacón alto, y cualquier otra vestimenta de protección personal que se requiera para ejecutar las actividades.
- No está permitido fumar en las áreas de planta piloto.
- No ingerir sustancias alcohólicas y/o estupefacientes dentro de las instalaciones de planta piloto; o ingresar bajo el efecto de las mismas y no ingerir alimentos en las instalaciones de planta piloto.
- Recogerse el cabello para realizar las prácticas en las instalaciones de planta piloto.
- No se aceptaran equipos de sonidos (mp3, Ipon, etc.) en el momento de ejecución de las prácticas, con la finalidad de evitar distracciones que pueden traducirse en actos inseguros.
“De acuerdo a lo antes expuesto, declaro que he sido advertido e informado con respecto a los riesgos generales de la operación de esta práctica. Por lo tanto me comprometo a cumplir con las responsabilidades antes indicadas, las cuales me fueron explicados de manera clara y en señal de conformidad recibo la presente notificación”.
