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 ).