Anexo N°1: Matrices de Diseño de Experimentación

MATRIZ N° 1: Análisis Insumo / Producto

MATERIAS PRIMAS, INSUMOS SERVICIOS, PRODUCTOS, SUB-PRODUCTOS Y EFLUENTES

OBJETO DE ANÁLISISMateria Prima: MPInsumo: INProducto: PRSub-Producto: SPServicios: SS

IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES TIPO DE VARIABLE

C: ControlM: ManipulableR: RespuestaI:IndependienteD: Dependiente

RANGOOPERATIVO DE

VARIABLES

R:RangoP: Parámetro

REFERENCIADE COSTOS(Donde sea permitido)

Aspectos técnicos a tomar en cuenta, antes (A),durante (E ) o después (D) , del proceso de experimentación

Referidos a seguridad, impacto ambiental,

eficiencia operativa, entre otros

MODELOS MATEMÁTICOS:

Leyes implicadas o temasRelaciones de eficiencia

NOMBRE SÍMBOLO

IN: salmuera (agua con sala)

temperatura T I P

(A): Verificar la limpieza del equipo (A): Revisar si las válvulas se encuentran abiertas o cerradas. (A): Revisar las conexiones eléctricas en el equipo. (A): Revisar el nivel de agua en el tanque. (E): Revisar que las tuberías no presenten fugas. (D): Revisar el nivel del agua en el tanque. (D): Prestar atención en las cantidades de agua obtenidos, tomartiempos cortos

FLUJO MASICO:

m = ρ * A *v

TRABAJO ELECTRICO:

W = V*I*tCARGA ESTATICA:

HT = -HS + HD

AREA DE TUBERIA:

volumen V M P

densidad p D P

caudal Q M P

Concentración C M P

SS: CORRIENTE ELECTRICA

VOLTAJE E I P

(A): Revisar las conexiones eléctricas. (E): Tomar datos de los cambios de intensidad de corriente con elTranscurso del tiempo. (D): Observar el apagado correcto del equipo en uso.

INTENSIDAD I I R

TIEMPO t I, R R

POTENCIA P D R

TRABAJO ELECTRICO

We I P

Revoluciones RPM I P

MATRIZ N° 2: Análisis de Procesos_ "Donde hay un cambio hay un proceso"

NOMBRE DEL PROCESO INGRESOS

OPERADORES DECAMBIO

SALIDAS

ANÁLISIS DE VARIABLESNOMBRE (SÍMBOLO)

CONTEXTO

ENTRADA OPERADORES SALIDAFACTORES

FAVORABLES FACTORESDESFAVORABLES

Variación de concentración Salmuera 1

agitador

Salmuera 2

CARGA ESTATICA DE SUCCION

1. Presión de succión

2. RPM del agitador.

carga estática de descarga

(A): Posición del tanque

(B): Regulador de flujo (llaves de

paso).(C): Carga estática

de succión.

(A): Altura de descarga.

.(C): Falta de

manómetro en el circuito de

tubería.(D): Falta de medidor de

caudal.

PRESION ATMOSFERICA Carga estática Total

TEMPERATURA temperatura de salida

Concentración 1 Concentración 2

Circuito de tubería CAUDAL

1. Numero de trayectoria

2. Trabajo perdido3. Numero de

accesorios4. Longitud de

tuberías5. Diámetros de

tubería.

CAUDAL

MATRIZ N° 3: Análisis de Sistemas

Identificación de Sistemas Tipificación Análisis de Variables

Instrumentos de medición de Variables(indicar marca, rango,

energía)

Modelos MatemáticosSistema e

Interfaces

Procesos queTienen lugaren el sistema

Macroprocesos enlos que seinscribe el

sistema

Dinámicadel SistemaT=transformador

F=flujo

S=stock

E=estacionario

NE=no estacionario

A=abierto

C=cerrado

A=aislado

Nombre Símbolo

TipoE=especificación

C=control

M=manipulable

R=respuesta

I=independiente

D=dependiente

Tanque 1 (alimentación)

Dinámica de fluidos

Transferencia de masa

E:Estacionario

F: Flujo

A: Abierto

caudal

concentración

Q1

C1I cronometro w f =

∆ u2

2 gc+ g ∆ z

gc+LW

W B=∆ P

ρ

Considerando:A1 = A2

D1 = D2

W M=∆ Pρ

+ g∆ Zgc

+LW

Tanque 2 (agitación)caudal

concentración

revoluciones del

agitador

Q2

C2

RPM

I

C,R

I

M,C

Voltímetro

Amperímetro

Cronometro

manómetro

E

I

M,CCinta métrica

MATRIZ N° 4 : Relación de variables identificadas (Esta matriz se Llena recogiendo informaci6n de las matrices anteriores)Relación de variables identificadas

en las distintas matricesRangos de lasvariables

Instrumento de medición

Sistema a que pertenecen las variables

Modelos Matemáticos implicados

Nombre Símbolo

Ecuacion general de Energia mecanica :

w f =∆ u2

2 gc+ g ∆ z

gc+LW

Q = Caudal (m3/s)

A = Es el área (m2)

= Es la velocidad lineal promedio. ( m/s)

Caudal de succión Qs Probeta Bomba

Caudal de descarga Qd Probeta Bomba

Temperatura T Termómetro Sistema de fluidos

Potencial efectiva Pe Voltímetro y Amperímetro Bomba

Trabajo eléctrico perdido LWe Multitester Bomba

Trabajo perdido LW Multitester Bomba

NOMBRE SÍMBOLO

A: Debe verificarse si se encuentran en buen funcionamiento Du: Que el equipo este trabajando con total normalidad, ejm sin ruidos ajenos a el,sin golpeteos etc

De: Comprobar que el equipo este totalmente apagado

A: que este totalmente apgado y verificarse que se encuentre en buen estado. Du: Que este trabajando con total normalidad

De: Apagar con cuidado el panel de control y retirar las conexiones con cuidado.

A: Verificarse que se encuentre en buen estado, que la trayectoria elejida este bien preparada, y serrando todas las valvulas, fugas que son ajenos ala trayectoria Du: Que no haya fugas de fluido por la trayectoria que el fluido va recorrer

De: Dejar como se encontro al inicio, y si presenta alguna fuga se debe proceder a repararla

Voltaje V

A: Debemos reisar que este buen estado, dejar ala medida (V) que se use e instalar correctamente las conexiones Du: Tener cuidado al manipular el equipo, evitar mojar

Intensidad IDe: Retirar las conexiones, limpiar y guardar correctamente el dispositivo

Amperimetro Medición de intensidad de corriente alterna y continua

- CON N y E Intensidad I - C,M

A: Debemos reisar que este buen estado, dejar ala medida (A) que se use e instalar correctamente las conexiones Du: Tener cuidado al manipular el equipo, evitar mojar De: Retirar las conexiones, limpiar y guardar correctamente el dispositivo

RANGO OPERATIVO

DE VARIABLES

Rango: R Parametro: P

TIPO DE VARIABLE E: Especifi cación C: Control M: Manipulable R: Respuesta I : Independiente D: Dependiente

Aspectos tecnicos a tomar en cuenta, antes durante o después del experimento.

MATRIZ N°5: ANÁLISIS DE TECNOLOGÍA

Bomba Aumenta la energía mecanica del fluido

- CON N Potencia

OBJETIVO DE ANÁLISIS

Equipos: EQ Instrumentos: INS

FUNCIONES QUE CUMPLENFABRICACIÓN

Y COSTOS

DINÁMICA OPERATIVA

Continua: CON Discontinua: DIS

CAPACIDAD Nominal :N Efectiva: E

OTRAS VARIABLES A CONSIDERAR

P P= ½ HP I, R

Panel de Control Control de la operación - CON E - -

E, I

- D, C

Tuberías y accesorios

transportar el fluido, une tramos de tuberias, cambia el diametro

de la linea- CON N Trabajo perdido Lw -

C,MMultímetroMedición de voltaje(V) e

intensidad de corriente(I) continua y alterna

- CON N y E -

MATRIZ N° 7: Diseño del Experimento

OBJETIVOS DE LAEXPERIMENTACION

1. Evaluar el efecto de las resistencias en: la eficiencia de la bomba, la eficiencia de todo el sistema, y establecer comparaciones

Materiales a emplear Servicios necesarios Equipos Sistemas a evaluar Variables a Medir Instrumentos

Cronometro Multímetros Contactores Cinta de medir Desarmador

plano Probeta de

500ml

- Servicio de Agua - Servicio Eléctrico

Módulo de experimentos de Flujo de Fluidos.

Bomba

Sistema total de succión y descarga de fluido

- Intensidad - Voltaje - Volumen - Presión

- Tiempo

-Amperímetro-Voltímetro-Probeta-Manómetro-Cronometro

Tramo de tubería - Longitud- Diámetro

-Metro-Metro

Modelos Matemáticos y algoritmo

1) ηmotor=W B

W e

2) pe=IxV

3) Pf= ¨mWf

4) ¨m = Q ρ

5) W B=LW + ∆ u2

2 gc+ ∆ zg

gc

6) g ∆ Zgc

=g (Z 2−Z 1)

gc

7) ∆ U 22 gc =

U 2−¿2 U 12¿

2 gc

8) U2 = QA2

9) A2 = πD2

4

2

10) U1= U 2

A1xA2

11) A1 = πD1

4

2

Variables Número de Pruebas Observaciones

11. LW 12. Q 13. 14. 1