5. sensores de flujo o caudal.docx

8/17/2019 5. SENSORES DE FLUJO O CAUDAL.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

TEMA: SENSORES DE FLUJO

CURSO:

CIRCUITOS E INSTALACIONES ELECTRICASINDUSTRIALES

PROFESOR:

ING. JORGE COSCO GRIMANEY

ALUMNOS:

LIMA – PERU

2016

Índice1. Sensores de f!o

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$. C'(s)*+(+),n de 'os sensores def!o"""""""""""""""""""""""""""

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In0rod++),nLa invención de los aparatos de medida de flujo o caudal data de losaños 1.800, como el Tubo Vénturi, donde su creador lueo de muc!osc"lculos # pruebas loró diseñar un tubo para medir el asto de un fluido,es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo.

$rincipalmente su función se basó en esto, # lueo conposteriores investiaciones para aprovec!ar las condiciones %uepresentaba el mismo, se llearon a encontrar nuevas aplicaciones comola de crear vac&o a través de la ca&da de presión.

Lueo a través de los años se crearon aparatos como los rot"metros #los flu'ómetros %ue en la actualidad cuenta con la ma#or tecnolo&a paraser m"s precisos en la medición del flujo.

También tener siempre presente la selección del tipo de medidor, comolos factores comerciales, económicos, para el tipo de necesidad %ue setiene etc.(l estudiante o ineniero %ue cono)ca los fundamentos b"sicos #aplicaciones %ue se presentan en este trabajo debe estar en capacidadpara escoer el tipo de medidor %ue se adapte a las necesidades %ue elusuario re%uiere.

http://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAShttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAS


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1. Sensores de flujo o caudal

1. (ntorno analóico # diital.

(l tratamiento de las manitudes f&sicas de naturale)a analóica,

*velocidad, presión, temperatura, etc.+. e forma diital, re%uiere

primeramente de la conversión de dic!as manitudes a un entorno

limitado a un n-mero definido de valores, es decir, a un entorno diital.

(ste proceso es llevado a cavo en varias etapas e implica diversos

elementos. (n primer luar, la manitud f&sica debe ser captada #

convertida en una señal eléctrica *voltaje o corriente+, debe ser tratada #

posteriormente aplicada al convertidor analóico diital.

(l elemento encarado de captar # convertir la manitud f&sica a eléctricaes el transductor.

e forma enérica, un transductor es un dispositivo %ue toma una

variable de entrada # produce una salida de naturale)a diferente. $ara

nuestro caso, la variable de entrada es una manitud f&sica # la salida

una manitud eléctrica. Los transductores podemos dividirlos en dos

cateor&as se-n la función los %ue trabajan en paralelo con el flujo de laactividad # los %ue est"n implicados directamente con ese flujo. (n el

primer caso, si el transductor es eliminado, la actividad no sufre variación

aluna. / este tipo pertenecen transductores de medida. (n el seundo

caso, no e'iste actividad si se elimina el transductor.

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La función de captación la

reali)a el transductor

mediante un elemento

llamado sensor. nsensor es la parte del

transductor %ue se

comunica directamente

con la variable %ue va a

ser procesada, dando una respuesta %ue puede ser convertida en forma

eléctrica.

La señal eléctrica es tratada mediante el acondicionador de señal para

%ue pueda ser aplicada al / */nalo to iital onverter+.

2eneralmente, las tareas %ue reali)a el acondicionador son suministrar

una corriente o tensión de e'citación alterna o continua al transductor,

limitar o anular la señal de respuesta propia del elemento transductor,

filtrar frecuencias indeseadas, etc.

Las señales eléctricas obtenidas son convertidas a un formato diital por

el /, de esta manera podr"n ser procesadas por el sistema diital.

espues de esta e'plicacion de como es%ue se transforma una manitud

f&sica, daremos una idea mas espec3fica en lo %ue se relaciona a

sensores de caudal.

Los sensores de flujo son dispositivos %ue, instalados en l&nea con unatuber&a, permite determinar cuando est" o no circulando un l&%uido o unas.

(stos son del tipo encendido4apaado5 determinan cuando est" o nocirculando un fluido, pero no miden el caudal. $ara medir el caudal sere%uiere un caudal&metro.

Los sensores de caudal recoen las velocidades del flujo de aire ol&%uidos. Los sensores de caudal usan diferentes principios de medición.

Los sensores de caudal para l&%uidos funcionan por ejemplo sobre labase de ultrasonidos. (sta medición sin contacto tiene la ventaja %ue los

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sensores no est"n e'puestos a olpes de ariete # medios sólidos. $or otro lado, los sensores de caudal son utili)ados en el sector decalefacción, ventilación # climati)ación para el an"lisis de la velocidad delaire. 6ediciones %ue usan el principio manométrico de una pel&cula

térmica permiten trabajar en un amplio rano detemperatura # caudal.

CLASIFICACIÓ !EERAL "E L#S SES#RES"E FLU$#

La medición de flujo es un proceso complejodebido a %ue otras manitudes tienen unainfluencia determinante en el comportamiento de los fluidos.

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/. 7lujo volumétrico

eterminan el volumen de flijo %ue pasa a través de unatuberia por unidad de tiempo, los principios defuncionamiento son mu# variados.


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/.1. tipos de medidores de flujo volumétrico

1. $resión diferencial

1.1. Placa de or%f%c%o

La placa de orificioconsiste en una placaperforada %ue se instala enla tuber&a, el orificio %ueposee es una aberturacil&ndrica o prism"tica através de la cual flu#e elfluido. (l orificio es

normali)ado, lacaracter&stica de este borde es %ue el c!orro %ue ésteenera no toca en su salida de nuevo la pared del orificio.(l caudal se puede determinar por medio de las lecturasde presión diferenciales. os tomas 6edidores de audalconectadas en la parte anterior # posterior de la placacaptan esta presión diferencial.

1. Tobera1.& 'u(o )en*ur%

(ste consta en sus e'tremosde dos entradas en las cualese'iste una bo%uilla, el fluidopasa por la bo%uilla,eneralmente se !ace de unasola pie)a fundida # tiene

espec&ficamente lossiuientes elementos 9 nasección auas arriba, de iualdi"metro %ue la tuber&a #provista de un anillo debronce con una serie de aberturas pie)ométricas para medir lapresión est"tica en esa sección. 9 na sección cónicaconverente5 una aranta cil&ndrica provista también de un anillopie)ométrico de bronce. 9 na sección cónica con una diverencia

radual !asta alcan)ar el di"metro oriinal de la tuber&a. Losanillos pie)ométricos se conectan a uno # otro e'tremo,

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respectivamente, de un manómetro diferencial. (l tamaño del tubode Venturi se especifica mediante el di"metro de la tuber&a en lacual se va a utili)ar # el di"metro de la aranta5 por ejemplo, untubo de Venturi de :; '


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Func%ona/%en*o(l orificio del tubo de $itot toma la presión total # la conduce

a la cone'ión *a+ en la sonda de presión. La presión est"ticapura se toma desde una parte lateral # se conduce a lacone'ión *b+. La presión diferencial resultante es una presióndin"mica %ue depende de la velocidad # %ue es anali)ada eindicada.

1. 'u(o annu(ar (s una variante del tubo de $itot %uedispone de varias tomas, a lo larode la sección transversal, con lo %ue

se mide la presión total en variospuntos, obteniendo la media deestos valores # evitando el error %ueproduce el tubo de $itot.

2. rea )ar%a(le

.1. rot"metro

6edidores de "rea variable en los %ue unflotador cambia su posición de formaproporcional al caudal omo indicador visual. =e le puede !acer acoplamientomanético Bnstalación en vertical,adem"s es un diaframa de orificiovariable teniendo un coeficiente dedescara %ue enlobara el repartodesiual de velocidades, la contracciónde la vena del fluido, las ruosidades dela tuber&a, etc.

=e-n su aplicación los rot"metros se pueden clasificar enrot"metros de pura, de indicación directa con indicaciónmanética # transmisión neum"tica # electrónica. El ro*/e*ro de ,ur3a =e utili)an para caudales pe%ueños, ensus aplicaciones se destaca la pura !idr"ulica de sellos

mec"nicos en bombas, la medición por burbujeo, la pura deelementos de presión diferencial entre alunas.

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El ro*/e*ro de )%dr%o *indicación directa+ adoptan distintasdisposiciones como llevar placas laterales, sellamiento conventanas de cristal para observar el tubo, disponen de armadur&ade seuridad # de antiC!ielo con el de s&lice para evitar la

!umedad, entre alunas cosas. El ro*/e*ro 45,ass. (s un medidor de caudal de fluido, por lotanto no de la presión diferencial, la escala de medida de esterot"metro es lineal # no de ra&) cuadrada como se podr&a suponersiendo el elemento de medida un diaframa.

A. Velocidad

A.1 Vertedero con flotador en canales abiertos

&.2 'ur(%naonsiste de un jueo de paletas o aspas acopladas a un eje, lascuales iran cuando pasa un fluido a través de ellas. La velocidada la cual iran estas aspas es proporcional a la velocidad del flujo,# si tenemos la velocidad # el "rea del conducto se puededeterminar el caudal. Las turbinas deben instalarse de tal modo%ue no se vac&e cuando cesa el caudal #a %ue el c!o%ue del auaa alta velocidad contra el medidor vac&o lo dañar&a seriamente.$ara captar la velocidad de la turbina e'isten dos tipos deconvertidores D Eeluctancia La velocidad esta determinada por el

paso de las palas individuales de la turbina a través del campomanético, esta variación cambia el flujo induciendo una corrientealterna en la bomba captadora. D Bnductivo (l rotor llevaincorporados un im"n permanente # el campo manético iratorio%ue se oriina produce una corriente alterna en una bobinacaptadora e'terior. $ara estos dos convertidores el rotor de turbinaenera la frecuencia la cual es proporcional al caudal, siendo delorden a F0 a 100 ciclos por seundos para caudal m"'imo.

&.& Sondas ul*ras7n%casGo# en d&a la medición de caudal en la ma#or&a de aplicaciones

donde las tuber&as van llenas se !a convertido en una aplicaciónbastante sencilla de resolver. Las dificultades empie)an cuando las

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tuber&as son de randes dimensiones, tienen formas irreulares #est"n parcialmente llenas. on el desarrollo de la correlaciónultrasónica para la medición de caudal en canales abiertos otuber&as semi llenas consiue una solución e'acta # económica

para resolver este tipo de aplicaciones.$rincipio de funcionamiento (l caudal H no puede ser medido directamente. ic!o caudal es calculado usando la ecuación H I / J Vonde

/ I Krea 6ojadaV I Velocidad 6ediarea Mojada (l "rea mojada /, depender" del perfil del canal o tuber&a # de la

profundidad del caudal de l&%uido. (n tuber&as llenas, por ejemplotuber&as a presión, el "rea mojada es siempre la misma # por lotanto constante. (n el caso de tuber&as semi llenas, la profundidaddel caudal deber" ser determinada por un sensor de nivelinterado o e'terno. (ste valor junto con el perfil de la secciónpermitir" calcular el "rea mojada.

Med%c%7n de la )eloc%dad ,or Correlac%7n Ul*ras7n%can transductor ultrasónico transmite pulsos ultrasónicos cortos *opulsos códio+ en el medio a medir. Las part&culas o burbujas del

medio reflejar"n estos pulsos. ic!o sensor cambia al modo derecepción poco después de !aber enviado un pulso # recibe el ecodel ultrasonido como una caracter&stica del perfil de velocidadesdel caudal.ste es diitali)ado # uardado como el 1er escaneado del perfilde ecos *1. =can+.

(ntre 0,F # < miliseundos después, otro pulso ultrasónico estransmitido # el eco producido por las mismas part&culas, %ue se

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!an despla)ado, vuelve a ser diitali)ado # uardado. ste ser&a el? escaneado del perfil de ecos *. =can+. on los pulsosultrasónicos emitidos en cada escaneado *1. =can, . =can, etc.+se determina la posición de las part&culas # usando la diferencia

del tiempo de vuelo de los ultrasonidos entre el 1er =can # el ?=can, podremos calcular en el tiempo la variación de la posición delas part&culas en la sección transversal del caudal.


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productos peajosos con posibilidad de depósito, como lasvirutas de torno. Los medidores de caudal sólido puedenutili)arse en aplicaciones con productos tan diversos comocemento, arena, carbón co%ue, carbón, cal, trio, arro),

!arina, a)-car, productos alimenticios para animales, astillasde madera # virutas de pl"stico. (l principio defuncionamiento es mu# sencillo debido a %ue, el materialsólido entra en el medidor de caudal por la placa de u&a delcaudal # pea en la placa sensora, enerando una fuer)amec"nica # continua sin interrumpir el proceso o laproducción. La fuer)a !ori)ontal es convertida en una señaleléctrica, controlada por la unidad electrónica utili)ada con elmedidor de caudal, para la visuali)ación del caudal

instant"neo # de la cantidad de material totali)ada. Lamedición solo se basa en la fuer)a !ori)ontal de la fuer)a deimpacto.

F. Tensión inducida

F.1. medidor manético

=e basa en la le# de inducción electromanética de 7arada#Nel voltaje inducido en un conductor %ue se mueve en un

campo manético, es proporcional a la velocidad delconductor, dimensión del conductor, # fuer)a del campomanéticoO. D on este principio, se !ace pasar un fluidoconductor a través de campo manético producido por unconjunto de bobinas sujetas al e'terior de la tuber&a,enerando un voltaje perpendicular al flujo # al campomanético. (ste voltaje es proporcional a la lonitud delconductor, a la densidad del campo manético # la velocidad

con %ue atraviesa el conductor este campo manético, #como se sabe el "rea de la tuber&a se determina el caudal enese instante. D (l medidor consta de

'u(o de Caudal

• (l propio tubo *de material no 6anético+ recubierto de

material no conductor *para no cortoCcircular el voltajeinducido +

•

Pobinas eneradoras del campo manético

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9 (lectrodos detectores del voltaje inducido en el fluido.

'rans/%sor

• /limenta eléctricamente *./.o ..+ a las bobinas.

• (limina el ruido del voltaje inducido.

• onvierte la señal *mV+ a la adecuada a los e%uipos

de indicación # control *m/, frecuencia, diitales+6edidores de audal D (s poco sensible a los perfilesde velocidad # e'ien conductividad de F**4cm D >ooriinan ca&da de presión D =e usan para l&%uidossucios, viscosos # contaminados.

6. "es,la8a/%en*o ,os%*%)o

Los medidores de despla)amiento positivo miden la cantidad defluido %ue circula por un conducto, dividiendo el flujo envol-menes separados # sumando los vol-menes %ue pasan através del medidor. (n cada medidor, se pueden destacar trescomponentes comunes D c"mara, %ue se encuentra llena de

fluido, D despla)ador, %ue bajo la acción del fluido circulando,transfiere el fluido desde el final de una c"mara a la siuiente, #D mecanismo *indicador o reistrador+, conectado aldespla)ador, %ue cuenta el n-mero de veces %ue eldespla)ador se mueve de una parte a otra en la c"mara detrabajo. n problema importante %ue se debe tener en cuenta alfabricar un medidor de despla)amiento positivo es conseuir una buena estan%ueidad de las partes móviles, evitando un par de ro)amiento inaceptable # %ue la cantidad de l&%uido de

escape a través del medidor sea moderada. $or esta ra)ón, esnecesario calibrar el medidor de despla)amiento a varioscaudales, dentro del maren de utili)ación, con un fluido deviscosidad conocida.

(n cuanto a los tipos de medidores para l&%uidos se encuentranlos siuientes

a+ medidores de tipo pistón.

b+ medidores de paletas desli)antes.

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c+ medidores de enranajes.

Los medidores de tipo pistón se utili)an, !abitualmente, para medidasprecisas de pe%ueños caudales, siendo una de sus aplicaciones enunidades de bombeo de distribución de petróleo. Los medidores depaletas desli)antes se usan para medir l&%uidos de elevado coste,siendo instalados, eneralmente, en camiones cisternas para ladistribución de combustible para la calefacción. Los medidores deenranajes encuentran aplicaciones para un amplio maren del&%uidos # condiciones de funcionamiento, aun%ue la precisión de lamedida no es tan elevada.

4. flujo Mas%co

P.1 tipos de medidores de flujo m"sico

1. ompensación de presión # temperatura de medidoresvolumétricos

2. '9r/%co :d%ferenc%a de *e/,era*uras en sondas deres%s*enc%as;

Los medidores térmicos, también llamados medidores de caudalT!omas, se basan com-nmente en dos principios f&sicos

La elevación de temperatura del fluido en su paso por un cuerpocaliente, # D La pérdida de calor e'perimentada por un cuerpo calienteinmerso en el fluido. (l funcionamiento de estos aparatos consta deuna fuente eléctrica de alimentación de precisión %ue proporciona uncalor constante al punto medio del tubo por el cual circula el caudal.(n puntos e%uidistantes de la fuente de calor se encuentran sondasde resistencia para medir la temperatura uando el fluido est" enreposo, la temperatura es idéntica en las dos sondas. uando el fluido

circula, transporta una cantidad de calor !acia el seundo elementode medición T, # se presenta una diferencia de temperaturas %ue vaaumentando proresivamente entre las dos sondas a medida %ueaumenta el caudal. (sta diferencia es proporcional a la masa %uecircula a través del tubo, de acuerdo con la ecuación

H I m ce *t @ t1+

onde

H I alor Transferido

m I 6asa del 7luido

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ce I alor (spec&fico

t1 I Temperatura /nterior

t I Temperatura $osterior

(l sistema est" conectado a un puente deQ!eatstone %ue determina la diferenciade temperaturas # la amplifica con unaseñal de salida de 0 a F V c.c. en 1000o!mios de impedancia. La precisión delelemento primario es de R1S de toda laescala, la respetabilidad de R S de laescala # la constante de tiempo de A s. Lamedida es apta para bajos caudales de

as %ue van se-n los modelos de 0 a 10 cmA 4minuto.

A. oriolis *tubo en vibración+

La medición de caudal por el efecto oriolis, también conocidocomo medición directa o din"mica, da una señal directamenteproporcional al caudal m"sico # casi independiente de laspropiedades del producto como conductividad, presión, viscosidad

o temperatura. La fuer)a oriolis aparece siempre # cuando setrata de una superposición de movimientos rectos con movimientosiratorios. $ara el uso industrial de su principio se sustitu#e elmovimiento iratorio por una oscilación mec"nica. os tubos demedición por donde pasa el producto oscilan en su frecuencia deresonancia. (l caudal m"sico provoca un cambio en la fase de laoscilación entre la entrada # la salida del e%uipo. (ste desfase esproporcional al caudal m"sico # crea después de una amplificacióncorrespondiente la señal de salida. Las frecuencias de resonancia

de los tubos de medición depende de la masa oscilante en lostubos # por lo tanto de la densidad del producto. Lueo, la fuer)ade oriolis est" determinada por la siuiente fórmula

c J m * J v + r r r 7 I 7c r I 7uer)a de oriolis

m I 6asa en 6ovimiento

r I Velocidad anular

v r I Velocidad radial en un sistema rotatorio u oscilante

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La amplitud de la fuer)a oriolis depende de la masa enmovimiento m, su velocidad en el sistema v r , # por tanto sucaudal m"sico.

(n un medidor se utili)a la oscilación en luar de una velocidadanular constante # los dos tubos de medida paralelos con fluido

en su interior se !acen oscilar desfasadamente de modo %ueact-an como una !or%uilla vibrante.

Las fuer)as oriolis producidas en los tubos de medidas, causanun desfase en la oscilación del tubo. *ver fiura+

• uando el caudal es cero, ej, si el fluido est" %uieto, ambos

tubos oscilan en una fase *1+ D

• on caudal m"sico, las oscilación del tubo disminu#e en la

entrada *+ # aumenta en la salida *A+

• =i el caudal m"sico aumenta, la diferencia de fase también

aumenta */CP+. las oscilaciones de los tubos de medida sedeterminan utili)ando sensores electrodin"micos en laentrada # en la salida.

& SES#RES "E FLU$# # CAU"AL APLICA"# A LA I"US'RIA


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(l uso de este tipo de sensores es mu# importante # se aplica aindustrias como

• B>=TEB/ HÍ6B/

• B>=TEB/ $(TEUL(E/

• 2(>(E/B> (LTEB/

• /BE( /U>BBU>/U

• E(7B>/UE/= ( 6(T/L(=

• UTEU= $EU(=U= B>=TEB/L(=

Veremos una aplicación de este tipo de sensores en el tratamiento deauas

B>TEUBU>

(l tratamiento de /ua no es un procedimiento nuevo, durante muc!otiempo se !a estado investiando, formulando procesos # e%uipos %uea#uden a mejorar la calidad del aua, dado %ue el aua es la fuente o elmedio para !acer muc!as de las actividades !umanas # también fuertesoporte para los diferentes inventos # formas de vida en la actualidad. (l

aua en la vida actual del ser !umano representa ran parte # no esdesconocido el uso de ella a nivel industrial, este documento tiene comoobjetivo mostrar a las industrias %ue el aua como elemento vital #principal en los diferentes procesos puede ser reutili)ada en lasempresas por medio de alunos tratamientos # %ue con a#uda de lainstrumentación electrónica se pueden crear soluciones autom"ticas conmiras al tratamiento de aua industrial, cabe resaltar también el valor ambiental %ue ad%uiere este tipo de procesos #a %ue en )onas en lascuales no !a#a abundancia de aua la industria no aotar&a los recursos

e'istentes.

1+ $EU(=U=

/ctualmente se presentan diversos procesos para tratar auasindustriales se profundi)ar" en alunos de los procesos %u&micos para

a los cuales esta diriido este estudio, sin embaro esto no sinifica%ue estos procesos son mejores o m"s eficientes, simplemente cada

1=


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uno de los diferentes procesos se puede ajustar a necesidadesespec&ficas # a solucionar problemas con sus respectivas diferencias.

1.1+ U/2L/BU> W 7LUL/BU>(l aua %ue !a sido usada en diferentes procesos se me)clacontinuamente con impure)as, cambiando la estructura molecular de esta, entonces en la estructura del aua empie)an a aparecer sólidos suspendidos o coloides %ue son el s&ntoma %ue se tiene unaua contaminada. $ara retirar estos sólidos suspendidos esnecesario romper los enlaces %u&micos %ue se !an establecido, # esa%u& donde los llamados oaulantes entran en acción, cuando se!a desestabili)ado esta relación, estos sólidos se separan de las

moléculas de aua, sin embaro por ser tan pe%ueños, removerlosdel aua es mu# dif&cil, a%u& es cuando se !ace necesaria la a#udade los floculantes estos eneran una atracción entre estos residuosproduciendo %ue se va#an formando lentamente blo%ues deresiduos de ma#or tamaño %ue puedan ser removidos después enuna etapa llamada clarificación, %ue consiste en usar procesos desedimentación, flotación o filtración para e'traer del aua estosresiduos formados.

1.+ U>TEUL ( pG

$ara el control de pG, !a# por decirlo as& dos estructuras, una es elmanejo en l&nea %ue es en el cual !a# una circulación constante deaua, # por tipo batc! %ue es cuando se manejan vol-menes entan%ues donde llenan de aua se reali)a el proceso # lueo se vac&ael tan%ue # se repite el proceso, ambas estructuras son v"lidas #dependen en su ma#or&a del tipo de industria # volumen de flujo deaua a tratar. La estructura tipo batc! es mu# empleada # reduce

alunos problemas de control, también facilita la !omoeni)ación #se puede llevar en conjunto con el proceso de coaulación #floculación.

Los reactivos eneralmente usados suelen ser "cidos # basesfuertes %ue permitan con bajas concentraciones, modificar el pG entodo su rano, como lo son el Gl, G=UaUG, MUG, sinembaro esto puede variar dependiendo del rano de pG %ue semaneje *"cidos # bases débiles para ranos pe%ueños # cerca deun pG neutro+.

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1.A+ =(B6(>T/BU>

(s el proceso por el cual las substancias %ue son m"s densas %ueel aua # se encuentran suspendidas en ella, se precipitan por acción de ravedad. $ara remover estas sustancias se reduce lavelocidad del aua # las part&culas al transcurrir un tiempo seprecipitaran. Los factores %ue determinan la velocidad deprecipitación de las part&culas son su di"metro, densidad de lapart&cula # la viscosidad de la solución la relación de estos factoreses e'presada por la ecuación de =toXes.

1.

(s el proceso por el cual sustancias %ue son menos densas %ue elaua como aceites # rasas son separadas del aua, #a %ue comosu nombre lo indica éstas se almacenan en la superficie del aua #pueden ser separadas mec"nicamente. La velocidad de flotación ese'presada por la ecuación de =toXes.

V =gDp(dp−dw)

18u

onde

V Velocidad precipitación de la part&cula constante ravitacionalp di"metro de la part&culad densidad del auadp densidad de la part&culaY viscosidad del aua

+ V/EB/PL(=

.1+ pG

(l pG es una variable mu# usada en las plantas de tratamiento deaua industrial # el control de ésta ocupa un luar mu# importantedentro de este proceso. $or definición pG es la medida de laactividad *o concentración efectiva+ del ion !idroeno en la solución.

pG I Z lo*aG +

$1


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aG es la actividad del ion de !idróeno, %ue es la medida de la!abilidad del ion de !idroeno de combinarse con otros iones.

.+ U>TBVB/

(s una medida de la !abilidad de un material para transportar unacorriente eléctrica, el término correcto para esta actividad en unasolución es conductividad electrol&tica, #a %ue sólo los ionesconducen electricidad. uando en una solución !a# disueltassustancias como sales, "cidos # bases, disociadas en iones, laconductividad es una medida indirecta de la concentración de ionesde esta solución, normalmente la conductividad aumenta o decrececon relación a la concentración de iones.

.A+ TEPB([

=e puede nombrar como una variable estética relacionada a latransparencia del aua. (sta propiedad óptica se define como lainteracción entre la lu) # las part&culas en suspensión del aua. n!a) de lu) permanece relativamente invariante cuando estransmitido por un aua totalmente pura, pero aun%ue seatotalmente pura, las moléculas dispersaran la lu) aun%ue sea unpoco. $or lo tanto no !a# substancias con turbide) cero. (nmuestras %ue contenas sólidos en suspensión, la transmisión de lalu) se ver" afectada por el tamaño, la forma # composición de laspart&culas, # con la lonitud de onda de la lu) incidente.

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SENSORES DE FLUJO

(n la industria # m"s a-n en los procesos de tratamiento de auaindustrial, la medición del nivel es mu# importante, dado %ue esta esla %ue nos permite conocer la altura de los l&%uidos almacenados entan%ues, lo cual sabiendo la eometr&a de este nos lleva a conocer

el volumen de aua con el %ue se reali)an los procesos, %ue esimportante conocer para el correcto funcionamiento del proceso #para el balance adecuado de materias primas # productos finales.abe aclarar %ue e'isten muc!os tipos de instrumentos de mediciónde nivel, as& como de diferente naturale)a de funcionamiento. Losmedidores de nivel en l&%uidos pueden ser de tipo directo *midiendola altura a una altura de referencia sonda, cinta, plomada, nivel decristal e instrumentos de flotador+, por presión !idrost"tica*manométrico, membrana, tipo burbujeo, de presión diferencial de

diaframa+, o por medio de las caracter&sticas eléctricas del l&%uido*resistivo, conductivo, capacitivo, ultrasónico, de radiación, l"ser+.

A+ B>=TE6(>T/BU>

A.1+ (L(TEUU= ( pG

La medición del pG se reali)a por un método potenciométrico. (stemétodo se basa en el !ec!o de %ue entre dos disoluciones condistinta concentración de iones de !idroeno ]G^_ se establece unadiferencia de potencial. (sta diferencia de potencial determina %uecuando las dos disoluciones se ponen en contacto se produ)ca unacorriente eléctrica $ara ello se utili)a un electrodo de pG. uando elelectrodo entra en contacto con la disolución se establece unpotencial a través de la membrana de vidrio %ue recubre elelectrodo. (ste potencial var&a se-n el pG. $ara determinar el valor del pG se necesita un electrodo de referencia, cu#o potencial novar&a. (l electrodo de referencia puede ser e'terno o puede estar interado en el electrodo de pG.

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SENSORES DE FLUJO

La medición del voltaje en los electrodos de pG se calcula con laecuación de >erst %ue se usada para calcular el potencial dereducción de una solución cuando las condiciones no son est"ndar *concentración 1 6, presión de 1 atm, temperatura de `8 M o F

?+.

A.+ (L(TEUU= ( U>TB>B/

La ma#or&a de los electrodos de continuidad consiste en dos celdasde medida, la eometr&a # ubicación de estas celdas nos brinda lo%ue se llama constante de celda, # est" definida as&

Kc= L

A

ónde

L es la lonitud entre las celdas, / es el "rea transversal de lasceldas, # Mc es la constante de celda. on base a esta constante decelda # a la le# de o!m inversa, dado %ue la resistividad es inversa ala conductividad # suministrando un voltaje # midiendo la corrientese puede determinar el valor de la conductividad en las solucionesacuosas. La constante de celda es importante por%ue es la %ue

determinar" el rano de medición de las celdas.onstante de celda Eano de medida *u= 4cm+

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0.1 0.F a


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SENSORES DE FLUJO

est"n en contacto con el aua # no son v&ctimas de la corrosión deesta, tienen un buen rano de acción, estos sensores de niveloperan usando el principio de refle'ión de ondas *sonido+ sobre elaua. (l sensor est" e%uipado con un trasmisor de pulsos a una

frecuencia dada normalmente entre 1FC00 M!), # en un receptor deestos pulsos %ue indicar" cuando la señal vuelve al punto de orien,midiendo el tiempo en el %ue se desarrolló este proceso.

7recuencias bajas son usadas para laras distancias # usualmentenivel de sólidos # altas frecuencias son usadas para l&%uidos #distancias cortas.

=T/L/BU> ( LU= =(>=UE(= ( 7L\U

La función de los sensores de flujo es independiente de su posición. /

fin de evitar mensajes incorrectos debido a turbulencias en el medio sedeber" respetar una distancia m&nima de A ' el di"metro del tubo*véase fi. A+ en las )onas con curvaturas, v"lvulas # otros objetosparecidos %ue influ#an en la corriente. (n los tubos !ori)ontalesrecomendamos el montaje desde abajo a fin de evitar medicionesincorrectas causadas por burbujas de aire al producirse inclusiones deaire. (n caso de sedimentaciones fuertes en las puntas de sensor elmontaje deber" efectuarse lateralmente *véase fi.


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SENSORES DE FLUJO

F+ U>L=BU>(=

• =e reali)ó un estudio de los diferentes procesos %ue se llevan a

cabo para el tratamiento de aua industrial # se escoió # profundi)óen los procesos de control de pG # en los F procesos de coaulación# floculación.

• (n base a los diferentes procesos mencionados en el tratamiento de

aua industrial se identificó la instrumentación electrónica as& comolas variables usadas, # se seleccionó se-n el caso los tipos deinstrumentos m"s adecuados a usar en estos procesos # se e'plicósu principio de funcionamiento, mencionando los beneficios # suslimitaciones.

• Tener en cuenta %ue los medidores de flujos son dispositivos, el cual

pueden ser utili)ado en muc!as aplicaciones tecnolóicas #aplicaciones de la vida diaria, en donde conociendo sufuncionamiento # su principio de operación se puede entender deuna manera m"s clara la forma en %ue este nos puede a#udar parasolventar o solucionar problemas o situaciones con las cuales soncomunes.

• $or ultimo resaltamos %ue los procesos de tratamiento de aua a

nivel industrial son muc!os, # son aplicados a tareas espec&ficas, es

decir en base a los procesos # al tipo de contaminación %ue !a#asido sometida el aua es %ue se toma la decisión de cual procesos

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usar para tratarla, sin embaro procesos como los %ue fueronmencionados a%u& son usados en la ma#or&a de los casos, # a vecesse-n el caso en conjunto con otros m"s espec&ficos.

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SENSORES DE FLUJO

4I4LI#!RAFIA

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5. sensores de flujo o caudal.docx

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