manual de operaciones de agitacion

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SISTEMA DINÁMICO DE AGITACIÓN PARA EVALUAR CONCENTRACIÓN Y NIVEL Beder D. BLANCO 1 , Paula A. CRUZ 1 , Isacc H. GOYENECHE 1 , Karen S. IBARRA 1 , Jorge A. PAYARES 1 , José E. OZUNA 1 , Emira P. SÁNCHEZ 1 . OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Describir el sistema dinámico del tanque de agitación con doble alimentación y control de nivel para evaluar la concentración durante el tiempo. OBJETIVOS ESPECIFICOS Analizar cada una de las partes que conforman el sistema dinámico de agitación. Conocer el soporte donde se encuentra el sistema de tanques, el motor y su respectivo agitador. Interpretar el flujo del sistema de las diferentes concentraciones. 1. Estudiantes de Ingeniería de Alimentos, Universidad De Córdoba, Facultad de Ingenierías, Programa Ingeniería de Alimentos. Berástegui, Colombia.

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Page 1: Manual de Operaciones de Agitacion

SISTEMA DINÁMICO DE AGITACIÓN PARA EVALUAR CONCENTRACIÓN Y NIVEL

Beder D. BLANCO1, Paula A. CRUZ1, Isacc H. GOYENECHE1, Karen S. IBARRA1,

Jorge A. PAYARES1, José E. OZUNA1, Emira P. SÁNCHEZ1.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Describir el sistema dinámico del tanque de agitación con doble alimentación y control de

nivel para evaluar la concentración durante el tiempo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar cada una de las partes que conforman el sistema dinámico de agitación.

Conocer el soporte donde se encuentra el sistema de tanques, el motor y su

respectivo agitador.

Interpretar el flujo del sistema de las diferentes concentraciones.

1. Estudiantes de Ingeniería de Alimentos, Universidad De Córdoba, Facultad de Ingenierías, Programa Ingeniería de Alimentos. Berástegui, Colombia.

Page 2: Manual de Operaciones de Agitacion

INTRODUCCIÓN

Los procesos industriales tienen como propósito principal el de transformar materias

primas en un producto final. Durante el proceso de la producción de estos bienes, se

tienen diversos procesos, ya sea que sean reutilizados los materiales, o se convierta

energía para producir el producto final.

Un proceso puede ser descrito como la secuencia de cambios en una sustancia.

La secuencia de cambios puede ocurrir en el aspecto químico, físico o ambos en la

composición de una sustancia incluyendo parámetros como el flujo, nivel, presión,

temperatura, densidad, volumen, acidez y concentración de solutos en una solución, así

como muchos otros, también muchos procesos requieren de transferencia de energía. La

mezcla de fluidos, el calentamiento o el enfriamiento de substancias, el bombeo de agua

de un lugar a otro, el enlatado de comida, la destilación de gasolina, el pasteurizado de la

leche, y convertir la luz solar en energía eléctrica todos pueden ser descritos como

procesos.

En todo proceso tenemos diversas variables, las cuales afectan las entradas o salidas del

proceso. Temperatura, nivel, flujo, presión, son las variables más comunes en los

procesos industriales, las cuales son monitoreadas y controladas por medio de la

instrumentación del proceso.

Un proceso industrial comienza con la medición de una variable. Por ejemplo, la

temperatura del fluido del proceso fuera del intercambiador de calor es medida.

Esta información es utilizada para llevar a cabo una decisión acerca el proceso.

Finalmente, se lleva a cabo la acción basada en la decisión tomada.

Cuando se realiza un proceso de control de nivel y mezclado con dos flujos de entrada,

uno con alimentación de agua y el siguiente con cierta concentración de sacarosa, el

operador del sistema debe considerar ciertas variables. El nivel del liquido y la

concentración de la solución en el tanque son unas de esas variables, las cuales son

necesarias para reunir información acerca de que tan eficiente el proceso de alimentación

Page 3: Manual de Operaciones de Agitacion

al tanque y de mezcla. El refractómetro indica la concentración actual del líquido en el

tanque. La concentración establecida por los parámetros indica la deseada del proceso.

Estos valores pueden ser comparados para tomar una decisión que puede ser abrir o

cerrar las válvulas de los flujos de entrada.

El estado actual de las variables comparado con el estado deseado es lo que determina

una apropiada acción, con el objeto de aumentar o disminuir el flujo de alimentación, o

simplemente no llevar a cabo ninguna acción.

Una vez que la decisión ha sido tomada e implementada, el siguiente paso es verificar de

nuevo los flujos de entrada, para determinar qué efecto han tenido los cambios hechos

con anterioridad. Cuando la información ha sido reunida, se ha tomado una decisión y

realizado una acción, se dice que se lleva a cabo un control manual del proceso. La

decisión de aumentar, disminuir, o mantener las aperturas de las válvulas de los flujos de

entrada, puede ser realizada automáticamente por un instrumento, cuando esto acurre el

control manual pasa a ser control automático del proceso.

En el presente informe se explican detalladamente las estructuras del montaje del

sistema de agitación con doble alimentación y control de nivel.

Page 4: Manual de Operaciones de Agitacion

MANUAL DE OPERACIONES

Figura # 1. Sistema dinámico de agitación para evaluar concentración y nivel.

T100: Tanque de proceso

T200 y T300: Tanque de alimentación

M: motor FAM

FV101: Válvula de flujo en la línea 100

FV201: Válvula de flujo en la línea 200

FV301: Válvula de flujo en la línea 300

LI101: Medidor de nivel T100

LI201: Medidor de nivel T200

Page 5: Manual de Operaciones de Agitacion

LI301: Medidor de nivel T300

MONTAJE DE LA ESTRUCTURA

Para el armado de la estructura metálica se debe tener en cuenta la numeración que tiene

cada una de las piezas desmontables de esta, lo cual se ensambla uniendo los números

que concuerdan entre piezas. La numeración esta establecida de 1 a 4 de la siguiente

manera.

Figura # 2. Estructura metálica.

Page 6: Manual de Operaciones de Agitacion

MANUAL DE OPERACIÓN

SISTEMA DINÁMICO DE AGITACIÓN PARA EVALUAR CONCENTRACIÓN Y NIVEL

EN EL TIEMPO

1. Comprobar que las válvulas de paso estén cerradas totalmente

2. Preparar la solución la mezcla (azúcar y agua), y establecer las condiciones iníciales.

3. Verter la solución en el T300, aproximadamente 50 litros

4. Verter agua en el tanque T200, aproximadamente 50 litros

5. Verificar los niveles iníciales que marcan las cantidades de solución en los tanques de

alimentación.

6. Abrir totalmente la válvula FV201 Y FV301 para permitir el paso de la soluciones al

T100, hasta tener un nivel considerado que cubra el agitador, y cerrar nuevamente las

válvulas.

7. Encender el motor del agitador y graduar su revolución hasta ver que se esta

mezclando las soluciones (tener en cuenta que el agitador no produzca vórtice en la

mezcla).

8. Medir la concentración y el nivel de la mezcla en ese instante (condiciones iníciales

del sistema).

9. Abrir totalmente todas las válvulas, incluyendo las de salida del sistema (FV101).

10. Medir periódicamente las concentraciones y el nivel en el T100 (tiempo se puede

determinar a criterios propios).

11. Evaluar el sistema y comparar con el modelo matemático propuesto (que se realizara

mas adelante).

Page 7: Manual de Operaciones de Agitacion

PLANTEAMIENTO DEL MODELO

Se tiene un sistema de agitación alimentado por dos flujos, el primero (F1) es agua pura y

el segundo (F2) es una solución concentrada de sal, la altura (h) del líquido se observa en

el indicador que está situado en la parte frontal del tanque y el control de flujo de las

diferentes alimentaciones se hace por las válvulas de los dos tanques de alimentación.

Para el cálculo de la altura del líquido en los tanques fue necesario determinar el modelo

del volumen del tanque en función de la altura, dada la forma cónica de los tanques.

Figura 1: esquema modelo de volumen del tanque

A=π∗r2 (1)

V=h∗A (2)

Calculando la pendiente tenemos:

m= H−0d22

−d12

Page 8: Manual de Operaciones de Agitacion

m=[ 0,5m

( 0,14m2 −0,3m2 ) ]

m=10

h−H=m(r−d22

)

Ahora despejamos r

r=( h−Hm )+ d22

r=(h−0,5m )10

+ 0,4m2

r=0,1h−0,05+0,2m

r=0,1h+0,15m (3)

Remplazamos (3) en (1)

A=π (0,1h+0,15m)2

A=π (0,01h2+0,03h+0,0225 ) (4)

Remplazamos (4) en (2)

V=h∗[π (0,01h2+0,03h+0,0225 ) ]

V=π (0,01h3+0,03h2+0,0225h )

Page 9: Manual de Operaciones de Agitacion

Modelo de altura (h)

Figura 2: Esquema modelo altura

F1ρ1+F2ρ2−F3 ρ=ddt

[V ] ρ

F1 ( t ) ρ1+F2 ( t ) ρ2−F3 ( t ) ρ ( t )= ddt

(V ρ(t))

Modelo tanque agua pura

−k∗√h ( t )∗ρ1=dv ( t )dt

∗ρ2

−k∗√h (t )∗ρ1=ρ2∗ddt

h¿

Page 10: Manual de Operaciones de Agitacion

−k∗√h (t )∗ρ1π ¿ ρ2(0.03h

2+0.06h+0.0225)=dhdt

Modelo tanques solución salina

−k∗√h (t )∗ρ2π ¿ ρ2(0.03h

2+0.06h+0.0225)=dhdt

Balance de componentes

El modelo que describe la concentración de sal (C) en el tanque en un tiempo t es.

Suposiciones

Mezcla perfecta

La concentración de entrada no varía con el tiempo.

Tanque cilíndrico, fondo plano.

Flujos (m3 /s)

Concentraciones (g/ml)

Densidad (g/ml)

Modelo de concentración y densidad

k 2√h2(t)∗ρ2C2−k3√h( t)∗ρ ( t )C (t )= ddt

¿

Concentración en función de la densidad

C ( t )=C1ρ (t )+C2

Donde:

K2=0, 0001561 m5/2/s

K3=0, 00020698 m5/2/s

C1=0, 0096

C2=1, 3371

Page 11: Manual de Operaciones de Agitacion

Balance de masa total

Suposiciones

Mezcla perfecta

La concentración de entrada no varía con el tiempo.

Tanque cilíndrico, fondo plano.

Flujos (m3/s)

Densidad (g/ml)

k 1∗√h1 ( t )∗ρ1+k2∗√h2 ( t )∗ρ2−k3∗√h ( t )∗ρ (t )= ddt

[v ( t )∗ρ ( t ) ]

k 1∗√h1 ( t )∗ρ1+k2∗√h2 ( t )∗ρ2−k3∗√h ( t )∗ρ (t )=ρ( t) dv ( t )dt

+v (t)dρ ( t )dt

k 1∗√h1 ( t )∗ρ1+k2∗√h2 (t )∗ρ2−k3∗√h ( t )∗ρ (t )−v (t) dρ ( t )dt

=ρ(t)dv (t )dt

PROCEDIMIENTO

DISEÑO Y MONTAJE

Durante el diseño y montaje fue necesario realizar acciones como:

Determinar el tipo y tamaño del tanque: Para obtener esta información fue necesario

tener en cuenta factores como resistencia del material del tanque, facilidad para observar

el nivel del liquido en el, capacidad del tanque y que nos proporcionara las condiciones

adecuadas para las diferentes corridas experimentales.

Dentro de estas decisiones iniciamos con un tanque de 20 Lts, el cual después de

asesorías con el tutor se estableció que no era apto para experimentar los diferentes

niveles que pudiera alcanzar el líquido. Para lo que fue necesario contemplar un tanque

con capacidad de 50 lts, el cual después de varias averiguaciones, no fue posible

obtenerlo de un material translucido, lo que implico la conexión de una manguera

Page 12: Manual de Operaciones de Agitacion

transparente desde el pie del tanque para poder monitorear el nivel del líquido durante el

proceso.

El tanque tiene una forma tal que durante el cambio de altura, también variara el diámetro

de este, puede que este parámetro no influya en los valores experimentales, lo que será

necesario establecer durante las diferentes experimentaciones.

Establecer el sistema de agitación: una vez conocidas las dimensiones del tanque y el

fluido de trabajo, procedimos establecer las dimensiones del sistema de agitación del

tanque, cada una de estas decisiones afectan a la velocidad de circulación del líquido, los

modelos de velocidad y el consumo de potencia.

Basándonos en los requerimientos del sistema de agitación como densidad del liquido y

viscosidad establecimos el tipo de agitador necesario, el cual es de 6 palas con las

siguientes relaciones de dimensiones para el sistema del tanque agitado, conociendo

diámetro del tanque (DT) y altura del liquido (H), procedimos a establecer diámetro del

agitador (Da) y ancho de las paletas (W). Parámetros como altura del agitador o placas

deflectoras serán establecidas durante las diferentes corridas experimentales.

D a

DT=0 .6

WDa

=0 .22

Determinar tipo de tanques de alimentación: teniendo en cuenta que en los tanques

para la alimentación no se va a hacer ningún tipo de cálculo o establecer parámetros,

para estimar el tamaño de los tanques de alimentación solo hubo que tener en cuenta que

la capacidad de estos sea la suficiente para mantener el tanque de agitación con un

volumen de liquido por algún tiempo. Los tanques son de 50 lts

Establecer tubería y accesorios: Debido a que nuestro sistema no requiere de largas

distancias de transporte del fluido, ni grandes presiones, establecimos que el diámetro de

tubería seria de ½”. Para adaptar la manguera del nivel fue necesario implementar un

juego de accesorios, del cual durante las experimentaciones estableceremos sus

constantes y caídas de presión.

VALIDACION DEL MODELO

Page 13: Manual de Operaciones de Agitacion

Para validar el modelo teórico, se determino las constantes de la válvula, además y la

posición de estas puesto que era imposible trabajar con las válvulas totalmente abierta,

pues no se alcazaba a compensar el flujo de entrada con el de salida.

Determinar las constantes de las válvulas

Para el cálculo de las constantes de las válvulas de alimentación de agua pura (TANQUE

200) y de agua-sal (TANQUE 300) se procedió por el método estático.

Método estático

1) Se llenó el tanque de alimentación de agua pura hasta una altura determinada.

2) Se abrió la válvula hasta determinada posición, tratando de igualar el flujo de

alimentación proporcionado por una manguera.

3) Con altura y caudal estables, por medio de la ecuación de flujo obtuvimos la constante

de cada válvula.

4) El procedimiento anterior se repitió para la alimentación de agua- sal.

5) Los procedimientos los hicimos 4 veces, con el fin de obtener una Kpromedio.

Relación Densidad-Concentración

1) Preparamos soluciones con diferentes concentraciones.

2) Determinamos las densidades de las diferentes concentraciones con un

picnómetro de 50 ml.

3) Con los datos de densidad y concentración, graficamos y ajustamos a una

regresión polinómica de segundo orden, la cual podemos utilizar para calcular la

concentración de las solución del tanque 100 durante el tiempo de trabajo.

Corrida experimental

1) Se llenaron los tanques de alimentación con sus respectivas soluciones hasta una

altura de 43.5 cm, el de la solución agua-sal con una concentración y densidad

inicial de 1.335 y 1.3998 respectivamente y el tanque de agitación tenía una

solución de agua–sal con una concentración inicial de 1.3345 y 1.3678 con una

altura de 13.3 cm.

2) Encendimos el motor del agitador al tiempo que se abrieron las tres válvulas de

paso en la posición antes indicada.

Page 14: Manual de Operaciones de Agitacion

3) Cada 10 segundos, procedimos a leer las alturas de los tres tanques y tomar

muestras de la solución del tanque 100, con el fin de establecer el cambio de la

concentración y densidad a través del tiempo.

4) El procedimiento se realizó hasta que alguna de las soluciones contenidas en los

tanques de alimentación se agotara.

5) Posteriormente procedimos a organizar los datos para los diferentes análisis.

DATOS EXPERIMENTALES

Las condiciones iníciales del proceso se presentan en la siguiente tabla.

Tabla 1: condiciones iníciales de los tanques

TANQUE 100 TANQUE 200 TANQUE 300

CONCENTRACION (%m/v) 1.3345 0 1.335

ALTURA (cm) 13.3 43.5 43.5

DENSIDAD (g/ml) 1.3678 1 1.3998

Determinar las constantes de las válvulas

Los datos obtenidos de las diferentes corridas experimentales se presentan en las

siguientes tablas.

Alimentación de agua pura

Tabla 2: flujo de agua, corrida # 1

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

1280 10,46 0,000122371

1190 9,53 0,000124869

1200 9,51 0,000126183

Page 15: Manual de Operaciones de Agitacion

1160 9,58 0,000121086

1220 9,9 0,000123232

1220 9,76 0,0001251220 10,16 0,00012007

9

Tabla 3: flujo de agua, corrida # 2

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

840 10,23 8,21114E-05790 9,75 8,10256E-05800 10,54 7,59013E-05790 9,69 8,15273E-05840 10,35 8,11594E-05820 10,04 8,16733E-05820 10,35 7,92271E-05

Tabla 4: flujo de agua, corrida # 3

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

1320 10,29 0,000128281380 10,4 0,00013269

21320 10,13 0,00013030

61300 9,56 0,00013598

31320 9,89 0,00013346

81360 10,33 0,00013165

51340 10,15 0,00013202

Tabla 5: flujo de agua, corrida # 4

volumen(ml tiempo(s) flujo (m3/s)

Page 16: Manual de Operaciones de Agitacion

)1420 10,11 0,00014045

51340 9,7 0,00013814

41400 10,12 0,000138341420 10,37 0,00013693

31400 10,19 0,000137391420 10,14 0,00014003

91400 10,01 0,00013986

Solución agua-sal

Tabla 6: flujo de agua-sal, corrida # 1

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

670 9,7 6,90722E-05700 9,82 7,12831E-05720 10,42 6,90979E-05720 10,37 6,94311E-05715 10,01 7,14286E-05

Tabla 7: flujo de agua-sal, corrida # 1

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

760 9,75 7,79487E-05740 10,05 7,36318E-05780 10,19 7,65456E-05820 10,3 7,96117E-05790 10,14 7,79093E-05

Tabla 8: flujo de agua-sal, corrida # 2

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

800 9,81 8,15494E-05880 10,37 8,48602E-05

Page 17: Manual de Operaciones de Agitacion

880 10,35 8,50242E-05880 10,4 8,46154E-05860 10,15 8,47291E-05

Tabla 9: flujo de agua-sal, corrida # 3

volumen(ml)

tiempo(s) flujo (m3/s)

840 9,5 8,84211E-05850 9,57 8,88192E-05900 10,3 8,73786E-05960 10,5 9,14286E-05920 10,4 8,84615E-05

Corrida experimental

Tabla 10: Altura de los líquidos durante la corrida experimental

ALTURA (cm)TIEMPO (s) TANQUE 2 TANQUE 3 TANQUE 1

0 43,5 43,5 13,310 42,4 42,5 1620 40,9 41 18,330 39,7 40 19,540 38,5 39 2250 37,4 38 23,660 36 36,9 24,470 34,8 35,8 2680 33,5 34,8 27,390 32,5 33,7 29

100 31,2 32,7 30,3110 30 31,9 31120 28,9 30,8 32130 27,6 29,7 33,4140 26,5 28,9 34150 25,4 27,8 33160 24,2 26,8 34170 23,2 25,9 33180 22 24,9 34190 20,8 23,8 34200 19,8 22,9 34,4

Page 18: Manual de Operaciones de Agitacion

210 17,5 21,8 34220 16,4 21 33,3230 15,3 19,9 33240 14,3 19 33,33250 13,2 18 33260 12,3 17 32,5270 11,3 16 32280 10 15,5 32290 9,2 14,5 32300 8,4 13 31

CALCULOS Y RESULTADOS

Constantes de las válvulas

Tabla 11: Valores de las constantes de las válvulas

Válvula tanque 100 (m5/2/s) 0,00020698

Válvula tanque 200 (m5/2/s) 0,0001561

Válvula tanque 300 (m5/2/s) 0,00025787

Relación Densidad-Concentración

De la relación de densidades y concentraciones de las soluciones preparadas obtuvimos

la siguiente relación con un comportamiento que se muestra a continuación.

Tabla 12: Concentración y densidad de las soluciones preparadas

Concentración de Sal (% m/v)

Densidad (g/mL)

2 1,34544 1,36746 1,40348 1,4174

10 1,439412 1,465420 1,5174

La siguiente tabla expresa la relación de la concentración y densidad de las soluciones

preparadas.

Page 19: Manual de Operaciones de Agitacion

Figura 3: Grafica concentración vs densidad

0 5 10 15 20 251.25

1.3

1.35

1.4

1.45

1.5

1.55concentracion vs densidad

concentración

dens

idad

Y la ecuación que describe la anterior relación se presenta a continuación.

y = -0,0003x2 + 0,015x + 1,313

Corrida experimental

Flujos a través de las válvulas

Una vez calculadas las constantes de las válvulas, determinamos los flujos a través de

estas en el sistema.

Tabla 13: flujos de las válvulas.

CAUDAL m3/s

Tiempo (s)

densidad (g/ml)

Concentración (g/ml)

Flujo (T200) Flujo

(T300)

Flujo (T100)

0 1,3678 1,33453964 0,00017008 0,00010295 7,54856E-05

10 1,3666 1,33452202 0,00016791 0,00010176 8,27939E-05

20 1,3696 1,33456606 0,00016492 9,9952E-05 8,85449E-05

30 1,3646 1,33449266 0,00016248 9,8726E-05 9,14019E-05

40 1,3684 1,33454844 0,00016 9,7484E-05 9,70844E-05

50 1,3684 1,33454844 0,0001577 9,6226E-05 0,000100553

60 1,3708 1,33458367 0,00015472 9,4823E-05 0,000102243

70 1,374 1,33463064 0,00015212 9,3399E-05 0,000105542

80 1,372 1,33460128 0,00014925 9,2085E-05 0,000108148

90 1,3728 1,33461303 0,00014701 9,0618E-05 0,000111465

100 1,3696 1,33456606 0,00014404 8,9263E-05 0,000113936

Page 20: Manual de Operaciones de Agitacion

110 1,3676 1,3345367 0,00014124 8,8165E-05 0,000115244

120 1,3738 1,3346277 0,00013863 8,6631E-05 0,000117088

130 1,3754 1,33465118 0,00013547 8,507E-05 0,000119622

140 1,3684 1,33454844 0,00013275 8,3917E-05 0,000120692

150 1,3692 1,33456019 0,00012996 8,2304E-05 0,000118904

160 1,3678 1,33453964 0,00012686 8,081E-05 0,000120692

170 1,3684 1,33454844 0,00012421 7,9442E-05 0,000118904

180 1,3746 1,33463944 0,00012095 7,7893E-05 0,000120692

190 1,3732 1,3346189 0,00011761 7,6153E-05 0,000120692

200 1,3682 1,33454551 0,00011475 7,4699E-05 0,0001214

210 1,374 1,33463064 0,00010787 7,2883E-05 0,000120692

220 1,3742 1,33463357 0,00010443 7,1533E-05 0,000119443

230 1,3672 1,33453083 0,00010087 6,9635E-05 0,000118904

240 1,3736 1,33462477 9,7515E-05 6,8042E-05 0,000119497

250 1,3704 1,3345778 9,3689E-05 6,6227E-05 0,000118904

260 1,3726 1,33461009 9,0439E-05 6,4361E-05 0,000117999

270 1,3722 1,33460422 8,6684E-05 6,2439E-05 0,000117088

280 1,3726 1,33461009 8,1546E-05 6,1456E-05 0,000117088

290 1,3726 1,33461009 7,8216E-05 5,9441E-05 0,000117088

300 1,3734 1,33462183 7,4738E-05 5,6282E-05 0,000115244

Tabla 14: Error mínimo presentado en la validación de los modelos.

VALIDACION CONCENTRACION

VALIDACION

DENSIDAD

VALIDACION AL1

VALIDACION AL2

ERRO

R

22,78437945 25,09671661 16,41279564 29,37196497

Page 21: Manual de Operaciones de Agitacion

ANALISIS DE RESULTADOS

Los métodos fenomenológicos son una estimación de la realidad que se basan en el

análisis matemático para tratar de explicar lo que sucede en un proceso o suceso real.

En este sistema dinámico de agitación los modelos fenomenológicos planteados son

una estimación matemática del comportamiento del nivel y la concentración de una

solución salina en el tiempo tomando como parámetro de variación los flujos de

entrada y salida de los tanques de alimentación.

El sistema dinámico de agitación es un sistema no interactivo porque no hay

interacción completa entre las variables altura y concentración. El nivel y la

concentración de T200 y de T300 afecta a T100; sin embargo el nivel y la

concentración del tanque T100 no afecta al T200, ni mucho menos al T300, dada esta

situación es de suma importancia reconocer que el sistema de ecuaciones con que se

describen los procesos del sistema dinámico es muy complejo, ya que implica más

ecuaciones las cuales se encadenan unas con otras.

Las concentraciones obtenidas del tanque T100 no varían significativamente en el

tiempo, ya que pudo deberse a que los flujos de alimentación eran pequeños y muy

parecidos; por haber llevado la concentración del tanque T100 muy cercana a la del

tanque T300 o por que la dinámica observada se midió en periodos de tiempo muy

cortos.

Las situaciones que más influyeron en el desvío del modelo real con el modelo teórico

fueron las siguientes:

En el proceso de diseño y de montaje del sistema no se tuvo en cuenta que la forma

de los tanques podía tener una influencia significativa en la solución del mismo. La

forma de los tanques no era uniforme en cuanto a su volumen, es decir el diámetro de

los tanques aumentaba con la altura, debido a esto se involucraron más ecuaciones

al modelo lo que hizo más complejo la solución del modelo.

Los procedimientos para hallar las constantes de válvula no se realizaron de forma

correcta, los valores de estas constantes varían con el flujo y con la altura.

Page 22: Manual de Operaciones de Agitacion

La constante de la válvula del tanque de proceso no se determino mediante las

corridas, sino que, se estimo como un promedio entre las constantes de válvula de los

tanque de agua pura y de solución salina

Errores asociados a la correlación que fue empleada para determinar la concentración

de sal a partir de la densidad, estos errores pueden asignarse a la mala precisión de

los equipos de medición, lecturas erróneas por parte de los investigadores, y al grado

de pureza de reactivos.

El número de corridas que se llevaron a cabo no fueron suficientes para que el

sistema mostrara su verdadera dinámica.

RECOMENDACIONES

Sería bueno que el laboratorio de operaciones unitarias fuera ampliado, pues dada la

cantidad de equipos que allí se encuentran no fue posible trabajar de forma adecuada.

Que en el laboratorio se cuente con una disponibilidad de tiempo completo y que los

materiales básicos para llevar a cabo este tipo de corridas se suministren en la

cantidad adecuada, es decir, que haya disponibilidad para varios equipos de trabajo.

Realizar corridas con diferencias más grandes de concentración entre las dos

soluciones salinas y los flujos de alimentación al tanque agitado con el fin de obtener

variación significativa.

Realiza las corridas experimentales con otro tipo de soluciones para observar si el

comportamiento varias con la solución.

CONCLUSION

Page 23: Manual de Operaciones de Agitacion

En este informe se puede concluir que el sistema de agitación esta alimentado por dos

flujos, el primero (F1) es agua pura y el segundo (F2) es una solución concentrada de sal,

la altura (h) del liquido se observa en el indicador que está situado en la parte frontal del

tanque y el control de flujo de las diferentes alimentaciones se hace por las válvulas de los

dos tanques de alimentación.

ANEXOS

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