Repblica Bolivariana de VenezuelaUniversidad Nacional Experimental PolitcnicaAntonio Jos de SucreVice Rectorado BarquisimetoDepartamento de Ingeniera Electrnica.

IntegrantesJose MateraJefferson PerezSeccin: 02

Barquisimeto, 08 de Mayo del 2014

IntroduccinDentro de los procesos industriales, la vlvula de control juega un papel muy importante dentro del bucle de regulacin. Realiza la funcin de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable de medida comportndose como un orificio de rea continuamente variable. Es importante conocer los tipos de vlvulas, sus usos, y la forma adecuada de instalarlas, porque las vlvulas constituyen del 20 al 30% del costo de la tubera de una planta, segn sea el proceso. Por ello, la seleccin de vlvulas es de suma importancia en los aspectos econmicos, as como en la operacin de plantas de proceso, centrales hidroelctricas, sistemas de bombeo, redes de distribucin de agua potable, etc.El fluido controlado por las vlvulas pasa por el cuerpo, la funcin del actuador es responder a la seal del controlador automtico y mover las guarniciones de la vlvula para variar el flujo. Los actuadores pueden ser neumticos, elctricos e hidrulicos, el 90% de las vlvulas utilizadas en la industria son neumticas, ya que ella representa grandes ventajas en cuanto a costos y a mantenimiento. Sin embargo, las vlvulas con actuador neumtico presentan una gran desventaja y es que presentan histeris en el control del fluido lo que da como resultado un mal control del caudal.

Objetivos Identificar las partes que componen una vlvula de control con actuador neumtico Calibrar el cero y el spam de la carrera del vstago de una vlvula de control con actuador neumtico Determinar la histresis en la posicin del vstago de una valvula con actuador neumtico y corregir posteriormente este fenmeno mediante el uso de un pocisionador neumtico

Marco terico Partes de una vlvula de control.Las vlvulas de control constan bsicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.

Actuador: el actuador tambin llamado accionador o motor, puede ser neumtico, elctrico o hidrulico, pero los ms utilizados son los dos primeros, por ser las ms sencillas y de rpida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las vlvulas utilizadas en la industria son accionadas neumticamente. Los actuadores neumticos constan bsicamente de un diafragma, un vstago y un resorte. Lo que se busca en un actuador de tipo neumtico es que cada valor de la presin recibida por la vlvula corresponda una posicin determinada del vstago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presin es de 3 a 15 lbs/pulg en la mayora de los actuadores se selecciona el rea del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de presin de 12 lbs/pulg, produzca un desplazamiento del vstago igual al 100% del total de la carrera.

Cuerpo de la vlvula: este esta provisto de un obturador o tapn, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unin entre la vlvula y la tubera puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapn es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a travs de la vlvula y puede accionar en la direccin de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vstago al actuador.

Tipos de vlvulas ms comunes

El tipo de vlvula depender de la funcin que debe efectuar dicha vlvula: De cierre (bloqueo), De estrangulacin, Para impedir el flujo inverso ( de retencin) Lo anterior se debe determinar segn las necesidades de la unidad y del sistema para el cual se destina la vlvula.

Dado que hay diversos tipos de vlvulas disponibles para cada funcin, tambin es necesario determinar las condiciones del servicio que se emplearn las vlvulas. Es de importancia primordial conocer las caractersticas qumicas y fsicas de los fluidos que se manejan. Prestar atencin a: El tipo de servicio: Lquidos, Gases, Lquidos con gases, Lquidos con slidos, Gases con slidos, Vapores generados instantneamente por la reduccin en a presin del sistema, Con corrosin o sin corrosin, Con erosin o sin erosin.Una vez definidas las funciones y el tipo de servicio, se puede seleccionar el tipo de vlvula usando la lista de la clasificacin de vlvulas.Por la operatividad del obturador de la vlvula La forma como se desplaza el obturador define la geometra y modo de funcionamiento de la vlvula.

Lineales (vlvulas de movimiemto lineal): El vstago de la vlvula empuja el obturador mediante un movimiento lineal directo. La mayora de estas vlvulas estan actuadas por un actuador lineal o multigiro (tambin de movimiento lineal). Generalmente las vlvulas lineales pasan a ser de tipo multigiro cuando en vez de ser operadas por un actuador, lo son de forma manual. Multigiro (vlvulas de movimiemto lineal): El obturador se desplaza siguiendo un movimiento lineal provocado por el empuje que hace su eje al girar sobre una rosca.La operacin es lenta, pero permite posicionar de forma precisa y estable el obturador, requesito en algunas vlvulas de control. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo multigiro.

Cuarto de giro (vlvula rotativa): El obturador y eje tienen un giro de 0 a 90 desde la posicin totalmente abierta a cerrada. Son vlvulas de rpida obertura. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo cuarto-de-giro.

Vlvula de GloboLas vlvulas de globo reciben ese nombre por la configuracin del cuerpo. El flujo en esta vlvula se dirige hacia arriba o abajo por una abertura circular en el laberinto que se puede cerrar. Una vlvula de globo es de vueltas mltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapn que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulacin en la tubera.

La vlvula de globo es adecuada para utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones, desde el control de caudal hasta el control abierto-cerrado (On-Off).

Cabe sealar, sin embargo, que debido a que la va de circulacin en esta vlvula es en forma de 'S', la cada de presin es mayor que el de otros tipos de vlvulas. Adems, el vstago de la vlvula debe ser accionado en numerosas ocasiones con el fin de abrir y cerrar la vlvula y por tanto, hay una tendencia a fugar por la glndula de sello.

Vlvula de BolaLas vlvulas de bola ofrecen muy buena capacidad de cierre y son prcticas porque para abrir y cerrar la vlvula es tan sencillo como girar la manivela 90. Se pueden hacer de 'paso completo', lo que significa que la apertura de la vlvula es del mismo tamao que el interior de las tuberas y esto resulta en una muy pequea cada de presin. Otra caracterstica principal, es la la disminucin del riesgo de fuga de la glndula sello, que resulta debido a que el eje de la vlvula solo se tiene que girar 90.

Vlvula de MariposaLa vlvula de mariposa es de de vuelta y controla la circulacin por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ngulos rectos con el sentido de la circulacin

Vlvula en Angulo

Permite obtener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuirla erosin cuando esta es considerable por las caractersticas del fluido o por la excesiva presin diferencial. El diseo de la vlvula es idneo para el control de fluidos que vaporizan, para trabajar con grandes presiones diferenciales y para los fluidos que contienen slidos en suspensin.

Vlvula de tres vas

Este tipo de vlvula se emplea generalmente para mezclar fluidos, o bien para derivar un flujo de entrada dos de salida. Las vlvulas de tres vas intervienen tpicamente en el control de temperatura de intercambiadores de calor.

Vlvula de Jaula

Consiste en un obturador cilndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados a las caractersticas de caudal deseadas en la vlvula. Se caracteriza por el fcil desmontaje del obturador y por que este puede incorporar orificios que permiten eliminar prcticamente el desequilibrio de fuerzas producido por la presin diferencial favoreciendo la estabilidad del funcionamiento. Por este motivo este tipo de obturador equilibrado se emplea en vlvulas de gran tamao o bien cuando deba trabajarse con una alta presin diferencial. Como el obturador esta contenido dentro de la jaula, la vlvula es muy resistente a las vibraciones y al desgaste. Por otro lado, el obturador puede disponer de aros de tefln que, con la vlvula en posicin cerrada, asientan contra la jaula y permiten lograr as un cierre hermtico.

Vlvula de Compuerta

Esta vlvula efecta su cierre con un disco vertical plano o de forma especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Por su disposicin es adecuada generalmente para control todo-nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo de fluido cuando esta en posicin de apertura total.

Vlvula en Y

Es adecuada como vlvula de cierre y de control. Como vlvula todo-nada se caracteriza por su baja perdida de carga y como vlvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una caracterstica de auto drenaje cuando esta instalada inclinada con un cierto ngulo. Se emplea usualmente en instalaciones criognicas.

Vlvula de Cuerpo Partido

Es una modificacin de la vlvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos partes entre las cuales esta presionado el asiento. Esta disposicin permite una fcil sustitucin del asiento y facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente para fluidos viscosos y en la industria alimentara.

Vlvula Saunders

El obturador es una membrana flexible que a travs de un vstago unido a un servomotor, es forzada contra un resalte del cuerpo cerrando as el paso del fluido. La vlvula se caracteriza por que el cuerpo puede revestirse fcilmente de goma o de plstico para trabajar con fluidos agresivos. Tiene la desventaja de que el servomotor de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en procesos qumicos difciles, en particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o bien en el control de fluidos conteniendo slidos en suspensin

Vlvula de Compresin

Funciona mediante el pinzamiento de dos o ms elementos flexibles, por ejemplo, un tubo de goma. Igual que las vlvulas de diafragma se caracterizan porque proporcionan un optimo control en posicin de cierre parcial y se aplican fundamentalmente en el manejo de fluidos negros corrosivos, viscosos o conteniendo partculas slidas en suspensin.

Desarrollo de la prctica

Equipos utilizados

Banco de prueba compuesto por un sistema de tuberas, tanque de suministro, vlvula manual, vlvula de control con actuador neumtico, indicador de presin Comparador palpador

Tabla N1 Caracterstica de los instrumentos del banco de prueba

Nombre Marca Rango

Manmetro tipo Bourdon Taylor 0-30 Psi

Posicionador neumticoMasonailan3-15 Psi

Vlvula automticaHoneywell3-15 Psi

Procedimientos y precauciones

Identificar las caractersticas ms importantes de los elementos que conforman el banco de prueba, as como las del comparador palpador, determinando la apreciacin del mismo. Tabular los datos.

Colocar el comparador palpador (C)

Identificacin del tipo de termocupla empleado, en base al cdigo de colores, utilizando las tablas correspondientes. 5KGGGGJGGJG JV CCDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKKDKDDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKDKJJajajaajaajaj cnnccncncncncncn

Determinacin del instrumento que tiene mayor respuesta al cambio de temperatura, justificacin

Determinacin de las ventajas y desventajas de cada uno de los elementos utilizados

Diagrama de Montaje

Resultados obtenidosReferencia:Digital 2CBimetlico FBulbo-capilarFDigital 1CAnalgicoFDigital 3C

48,81101055312054,8

56,21201106114062,5

63,61301206914570,2

711381307615077,1

78,41491358417084,8

85,81661429118092,2

93,21691529720099,1

Anlisis de DatosHaciendo los clculos pertinentes podemos ver que los valores obtenidos son casi los que tericamente se determinan a travs de la frmula del factor de conversin. Los valores no son los exactos pero esto viene determinado por el error de los instrumentos y/o la falla en la visin a la hora de hacer las mediciones.

Investigacin

Qu utilidad prctica tiene el uso de las unidades en pulgadas de agua?Se utiliza para medir diferencias pequeas de la presin a travs de un orificio, o en a tubera o eje. Su uso ms comn es en la medida del aire (viento) esa las fuentes a rgano de la pipa y se refiere simplemente como pulgadas. La presin estndar del viento en el rgano es tpicamente alrededor 3 a 4 pulgadas pero algunas de de alta presin paradas puede estar en 25 pulgadas o ms. La ventaja prctica, es que las denominaciones de las mquinas e instrumentos de uso industrial y que funcionan con flujos y presiones, son especificadas en estas unidades, adems es ms sencillo disear basndose en esta unidad, pues la transformacin de otras unidades a columnas de agua es muy simple. InstrumentosVentajasDesventajas

Tubos en U de H2oPermite medir presiones diferencialesLa medicin puede tener error debido a los meniscos que forman los lquidos. Acepta bajos niveles de presin.

Tubos en U de HgPermite medir presiones diferenciales.Acepta altos niveles de presin. La medicin puede tener error debido a los meniscos que forman los lquidos.

Manmetro tipo cisterna de HgPermite medir presiones diferenciales.Acepta altos niveles de presin.se obtienen menores variaciones en la columna por las presiones aplicadas en la cmara.La medicin puede tener error debido a los meniscos que forman los lquidos, aunque se ven un poco disminuidos.

Aplicaciones Industriales de los Elementos de presinLa aplicacin ms frecuente de los manmetros es en sistemas hidrulicos cumpliendo con la funcin primordial de indicar los niveles de ajuste de las vlvulas que controlan la presin. Son componente esencial de equipos de limpieza Industrialesde alta presin. En la electromedicina, robtica y para servicio tcnico y laboratorios.

Qu es un presostato?

El presostato tambin es conocido como interruptor de presin. Es un aparato que cierra o abre un circuito elctrico dependiendo de la lectura de presin de un fluido. Operacin: El fluido ejerce una presin sobre un pistn interno haciendo que se mueva hasta que se unen dos contactos. Cuando la presin baja un resorte empuja el pistn en sentido contrario y los contactos se separan. Un tornillo permite ajustar la sensibilidad de disparo del presostato al aplicar ms o menos fuerza sobre el pistn a travs del resorte. Usualmente tienen dos ajustes independientes: la presin de encendido y la presin de apagado.No deben ser confundidos con los transductores de presin (medidores de presin), mientras estos ltimos entregan una seal variable en base al rango de presin, los presostatos entregan una seal apagado/encendido nicamente.

Recomendaciones.

Tener los instrumentos al alcance de la mano a la hora de realizar la explicacin de la prctica facilita el entendimiento del entendimiento de lo explicado. Aunque se considera importante ser precavidos a la hora de realizar la prctica, se considera un poco exagerado la manera como se habla del derrame de los lquidos contenidos en el manmetro debido a que el asistente tcnico, en la mayora de los casos fija la presin mxima y solo debes bajarla hasta llegar al valor mnimo deseado.

Conclusin

Los manmetros estudiados (tubo en U y cisterna) son muy utilizados en distintos laboratorios para realizar estudios de presin y son elementos esenciales para garantizar la seguridad y ptimo funcionamiento de la instrumentacin industrial En esta prctica se logro profundizar acerca de estos instrumentos conociendo su marca, rango y apreciacin, as como tambin algunas diferencias respecto a la densidad de los fluidos, esto se realizo observando en cada manmetro la forma en que el lquido se mova en su interior. El comportamiento del agua y el mercurio contenidos estuvo acorde a lo estudiado en la teora de la prctica, es decir, que el agua soporto una cantidad menor de presin que el mercurio.

Tambin se pudo determinar de manera prctica los factores de conversin entre pulg Hg, pulg de H2O y psi y al realizar la comparacin entre estos factores prcticos con los tericos resultaron ser muy aproximados. Es necesario destacar que al realizar esta prctica se tuvo sumo cuidado en cuanto a las mediciones con los instrumentos, prestando atencin a las indicaciones del tcnico y profesor encargado.

Bibliografa

Gua de laboratorio practica 4 (Elementos de medicin directa de presin)http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Inch_of_waterhttp://www.sapiens.itgo.com/documents/doc57.htmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presostatohttp://www.hidropresion.com.ve/2007/11/26/manometros-equipos-de-alta-presion/