LEM INGENIERIA QUIMICA IANA MARIA SOTO BAUTISTA

MEDICION DE NIVEL

(Reporte de practica, No 1)

RODRIGUEZ PEREZ BENITAGARITA ARROA IXCHEL

MARTINEZ ESCOBAR EMMAPASTEN PEREZ LUIS

RIVERA VALDIVIA BIANNIVERONICA HERNANDEZ PEREZ

VIDAL ACOSTA YESSENIA

GPO. 1357SEM. 2009-1

CUATITLAN IZCALLI, MEXICO. SEPTIEMBRE 02 DEL 2008.

INDICEINDICE

IntroducciónIntroducción 33

GeneralidadesGeneralidades 44

Procedimiento experimentalProcedimiento experimental 77

Obtención de resultadosObtención de resultados Tanque verticalTanque vertical Tanque horizontalTanque horizontal

1010

Análisis de resultadosAnálisis de resultados 1717 Grafica 1. Volumen vs Grafica 1. Volumen vs

Altura (tanque vertical)Altura (tanque vertical) Grafica 2. Volumen vs Grafica 2. Volumen vs

Altura (tanque Altura (tanque horizontal)horizontal)

Conclusión Conclusión 1818

BibliografíaBibliografía 1818

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Medición de nivel

INTRODUCCIONINTRODUCCION

En la industria la medición de nivel es de suma importancia ya que nos sirve de herramienta para llevar a cabo un proceso un proceso

tomando en consideración, la operación suministro y seguridad en el equipo; todo esto encaminado para el balance adecuado de materias

primas o de productos finales.

La practica tiene como fin principal para conocer el concepto de medición de nivel, la cual se define como la ubicación de interfase de dos fluidos con respecto a un plano de referencia fija, la interfase que

encontramos en la mayoría de los procesos es la de un liquido y un gas.

El concepto anterior es aplicado a la medición de la fase liquida y gaseosa (con respecto a un plano de referencia fijo) en tanques

ubicados de manera horizontal y verticalmente.

El objetivo del trabajo a realizar es para que al aplicar esto a nivel industrial se haga un buen uso del equipo y materia prime; evitando

así perdidas o daños de cualquier índole durante determinado proceso.

Medición de nivel

GENERALIDADESGENERALIDADES

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Medición de nivel: La medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento correcto del proceso como de la consideración de balance adecuado de materias primas o de productos finales. En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista del funcionamiento correcto del proceso como de la consideración del balance adecuado de materias primas o de productos finales. La utilización de de instrumento electrónicos con microprocesador en la medición de otras variables, tales como la presión y la temperatura, permiten añadir inteligencia en la medida del nivel, y obtener precisiones de lectura latas. Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de sólidos que son dos mediciones claramente diferenciadas.La gran utilidad de medición de nivel se encuentra principalmente en los aspectos de seguridad y operación de los equipos, pues por medio de esta medición se puede tener un control apropiado del proceso, disminuyendo la probabilidad de accidentes que pueden sufrir los operarios y a su vez evitar el deterioro o descompostura de los equipos empleados. Algunos equipos son: columnas de destilación, rehervidores, evaporadores, cristalizadores, tanques de mezclado entre otros.Clasificación de los indicadores de nivel y una breve descripción de los mismos-Medidores de nivel de líquidos: Estos medidores trabajan midiendo, bien directamente la altura de líquido sobre una línea de referencia, bien la presión hidrostática, bien el desplazamiento producido en un flotador por el propio líquido contenido en el tanque del proceso, o bien aprovechando características eléctricas del líquido. Los primeros instrumentos de medida directa se dividen en sonda, cinta y plomada, nivel de cristal e instrumentos de flotador. Los aparatos que miden el nivel aprovechando la presión hidrostática se dividen en:

o Medidor manométricoo Medidor de membranao Medidor de tipo burbujeoo Medidor de presión diferencial de diafragma

Los instrumentos que utilizan características eléctricas del líquido se clasifican en:

o Medidor resistivoo Medidor conductivoo Medidor capacitivoo Medidor ultrasónico

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o Medidor de radiacióno Medidor de lásero Medidor de radar

Medición de nivel

Instrumentos de medida directa

El medidor de sonda consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud conveniente para introducirla dentro del depósito. La determinación del nivel se efectúa por lectura directa de la longitud mojada por el líquido. En el momento de la lectura el tanque debe estar abierto a presión atmosférica. El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están unidos al tanque generalmente mediante 3 válvulas, 2 de cierres de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del líquido en caso de rotura de cristal y una de purga. El nivel de cristal normal se emplea para presiones hasta de 7 bar. A presiones más elevadas el cristal es grueso, de sección rectangular y está protegido por una armadura metálica. Los instrumentos de flotador consisten en un flotador situado en el seno del líquido y conectado al exterior del tanque indicando directamente el nivel. La conexión puede ser directa, magnética o hidráulica. El flotador conectado directamente esta unido por un cable que desliza en un juego de poleas a un índice exterior que señala sobre una escala graduada. El flotador acoplado magnéticamente desliza exteriormente a lo largo de un tubo guía sellado, situado verticalmente en el interior del tanque. Dentro del tubo una pieza magnética sigue al flotador en su movimiento y mediante un cable y un juego de poleas arrastra el índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. El medidor de tipo burbujeo emplea un tubo sumergido en el líquido a cuyo través se hace burbujear aire mediante un rozamiento con un regulador de caudal incorporado. La presión del aire en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida por la columna del líquido, es decir, al nivel.Los Principios por medio del cual se rigen los indicadores de nivel.

La columna de vidrio usa el principio de vasos comunicantes. El medidor de nivel de tubo de burbujeo es mediante el

principio de presión. El medidor de flotador trabaja mediante el principio de

Arquímedes. El medidor de nivel de tipo desplazamiento consiste en un flotador parcialmente sumergido en el líquido y conectado mediante un brazo a un tubo de torsión unido rígidamente al tanque.

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Para cubicaría experimentalmente un tanque con tapas planas en posición vertical y horizontal, usando vidrio de nivel. Llenar los tanques vertical y horizontal, ir vaciando cantidades medidas de líquido, cada vez de 10 o más ml. y al mismo tiempo ir graduando el vidrio de nivel.Cálculo para cubicar un tanque con tapas planas en posición horizontal (ver dimensiones en la lista de material

Medición de nivel

= L

c2 = a2 + b2

cos = =

a = c2 – b2

n/2 = arc cos (r-h /r)

= 2 –(r-h)2 n

= 2 arc cos (r-h/r)

c = 2 2

Calculo para cubicar un tanque con tapas planas en posición vertical (ver dimensiones en la lista de material).

V = r2

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Medición de nivel

PROCEDIMEINTO EXPERIMENTALPROCEDIMEINTO EXPERIMENTAL

En una experimentación, es necesario tener el conocimiento teórico previo del tema, así como saber el procedimiento a realizar, llevando un cierto orden para que el objetivo de la práctica sea el deseado.

1.- Llenar los tanques vertical y horizontal al máximo:Para el llenado de los tanques tanto horizontal como vertical, fue necesario el requerimiento de una manguera de ½” que se conectó desde la tubería de paso del agua en las instalaciones hasta la ubicación de los tanques, con mucho cuidado para evitar un gran desperdicio de agua (en este caso).

En ambos tanques fue necesario la saturación de los mismos , como ambos contenedores se encuentran cerrados casi por completo; para saber hasta que punto debía de cerrarse la llave del agua , en estos mismos tanques por la parte superior de ambos se encuentra conectada una manguera que termina a un recipiente . Cuando el tanque se encuentra a su capacidad por esta manguera se desaloja el agua en exceso, indicando el cierre del paso del agua.

2.-Colocar cinta adhesiva en las columnas de vidrio.El siguiente paso fue tomar un poco de cinta y colocarla a lo largo de la columna de vidrio conectada a un lado de los tanques. Esto se realiza para poder marcar sobre la cinta, el menisco en el tubo de vidrio y así tomar una lectura del volumen que se vaciara.

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3.-Vaciar cada uno de los tanques, eliminando cantidades iguales de agua por medio de la válvula de bola que se encuentra instalada en la parte inferior de cada tanque.Primero se debe elegir la cantidad de volumen a desalojar y seleccionar el material con el que se medirá este (Probetas, vasos de precipitado, etc.).

Es importante que la persona que se encuentra abriendo y cerrando la válvula de bola, sea cuidadoso para no pasarse del volumen que se determino vaciar. En particular, en el equipo se le facilito este paso en el tanque en posición vertical, por obvias razones.

4.-Medir la cantidad de agua eliminada en vasos de precipitados o en probetas graduadas y conforme vaya apareciendo el menisco en la columna de vidrio se va graduando esta.Antes de realizar los registros se debe vaciar cierta cantidad de volumen del agua, hasta que aparezca la primera burbuja o el menisco en el tubo de vidrio.En coordinación con el compañero que se encontraba en la válvula de bola, una o dos personas, para tener mayor precisión; marcaba en la cinta adhesiva el nivel del menisco que aparecía conforme se cerraba la válvula de desagüe.

Medición de nivel

Mientras tanto un compañero más registraba el total de probetas o vasos que se iban llenando con el vaciado, y otros mas tiraban el agua en las respectivas alcantarillas dentro del laboratorio; que ya se había desalojado.

Finalmente se procede a la limpieza del área de trabajo y, de los materiales ocupados, y la entrega del mismo.

Llenado de Tanques.

Conectar Manguera ½” Tanto HorizontalA tubería de agua Como vertical Verificar el completo

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llenado

Seleccionar volúmenes a desalojar.

Horizontal VerticalProbeta de 2 L Vasos 4L

Colocar la cinta adhesiva a la columna de vidrio

Desalojar agua Desalojar aguahasta que aparezca hasta que aparezcala primera burbuja la primera burbuja Abrir Válvulas Llenar probetas Llenar vasos Cerrar válvula marcar menisco

RepetirRegistrar # de Registrar # de probetas vasos

Medición de nivel

Tirar agua desalojada

Retirar cinta adhesiva

Limpieza área de Trabajo

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El número de repeticiones realizadas para el vaciado de los tanques fue: Horizontal: 45 probetas (2 L) llenadas, antes se desalojo 8 y ½ probetas.Vertical: 20 vasos de precipitado (4L), antes se desalojo 5 ¾ vasos.

Las variables tabuladas son volumen desalojado contra altura registrada del menisco.

Medición de nivel

OBTENCION DE RESULTADOSOBTENCION DE RESULTADOS

CALCULOS (TANQUE VERTICAL)Volúmenes totales

Datos:

Diámetro: 45cm – ½ pulg. (Espesor de la placa) = 43.73cmRadio: 43.73/2 = 21.87cm

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h: 9cm punto ciego + la altura que marque la graduación del nivel de vidrio.Punto Ciego: Parte de liquido del tanque que no se observa en el nivel de vidrio.Su volumen es:V = π r2 hV = (3.1416)(21.87 2 )(9) = 12743.6cm 3 = 12.743 lt

Volumen 1V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(11.5) = 17280.10 cm3 = 17.28 lt

Volumen 2V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(14.0) = 21036.64 cm3 = 21.03 lt

Volumen 3V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(16.5) = 24793.18 cm3 = 24.79 lt

Volumen 4V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(19) = 28549.73 cm3 = 28.54 lt

Volumen 5V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(21.4) = 32156.01 cm3 = 32.15 lt

Volumen 6V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(23.8) = 35762.29 cm3 = 35.76 lt

Volumen 7V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(26.3) = 39518.84 cm3 = 39.51 lt

Medición de nivel

Volumen 8V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(28.6) = 42974.86 cm3 = 42.97 lt

Volumen 9V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(31.2) = 46881.66 cm3 = 46.88 lt

Volumen 10V = π r2 h

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V = (3.1416)(21.872)(33.7) = 50638.21 cm3 = 50.63 lt

Volumen 11V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(36.2) = 54394.75 cm3 = 54.39 lt

Volumen 12V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(38.6) = 58001.03 cm3 = 58.00

Volumen 13V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(41.1) =61757.58 cm3 = 61.75 lt

Volumen 14V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(43.5) = 65363.86 cm3 = 65.36 lt

Volumen 15V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(46.0) = 69120.40 cm3 = 69.12 lt

Volumen 16V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(48.5) = 72876.95 cm3 = 72.87 lt

Volumen 17V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(50.8) = 76332.97 cm3 = 76.33 lt

Volumen 18V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(53.2) = 79939.25 cm3 = 79.93 lt

Medición de nivel

Volumen 19V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(55.7) = 83695.79 cm3 = 83.69 lt

Volumen 20V = π r2 hV = (3.1416)(21.872)(57.2) = 85949.72 cm3 = 85.94 lt

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Medición de nivel

CALCULOS (TANQUE HORIZONTAL)

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Medición de nivel

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Medición de nivel

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Medición de nivel

ANÁLISIS DE RESULTADOS.ANÁLISIS DE RESULTADOS.

El desarrollo de la práctica fue satisfactorio, ya que se obtuvo un buen desempeño por parte de los integrantes del equipo así como una buena coordinación para el desarrollo experimental de esta práctica.

El volumen de cada altura representativa se obtuvo a partir de la fórmula: V = π r2 h, que es correcta para calcular el volumen de un cilindro. Se sugiere que se tomen 10 alturas representativas, por la simplificación del trabajo, para poder graficar y observar la curva que se forma y la proporcionalidad que tienen entre sí el volumen y la altura.

Se grafica altura contra volumen, observando una curva que tiende hacia arriba y derecha.

Al observar el comportamiento de la curva en los cálculos del tanque vertical, se observa que conforme aumenta la altura, aumenta el volumen, lo cual indica que es directamente proporcional.

Posteriormente, se realizaron los cálculos para el tanque horizontal obteniendo una similitud con los cálculos del tanque

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vertical, observando las mismas proporciones: el volumen es directamente proporcional a la altura.

Medición de nivel

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Consideramos que es de gran importancia tener el Consideramos que es de gran importancia tener el conocimiento acerca de la medición de nivel en tanques, puesto que conocimiento acerca de la medición de nivel en tanques, puesto que es un factor importante en la industria para poder desarrollar es un factor importante en la industria para poder desarrollar satisfactoriamente los productos por medio de las cantidades satisfactoriamente los productos por medio de las cantidades correctas de materia prima, lo que nos ayuda a tener un buen correctas de materia prima, lo que nos ayuda a tener un buen aprovechamiento de los materiales y no obtener pérdidas así como el aprovechamiento de los materiales y no obtener pérdidas así como el uso adecuado de equipo para evitar su deterioro.uso adecuado de equipo para evitar su deterioro.

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BIBLIOGRAFÍA.BIBLIOGRAFÍA.

Creus, A. Instrumentación Industrial, Ed. Alfaomega. 7a Edición, México, (2006).

Perry R. H. Manual del Ingeniero Químico, Uteha, 5ª Edición, México, (1997).

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