nuevo manual

Universidad Politécnica del Golfo de México

Manual de prácticas del laboratorio de fluidos de perforación

Septiembre de 2012

Contenido / Índice

INTRODUCCIÓN PRÁCTICA 1-Características básicas de fluidos de control. PRACTICA 2-Densidad de sólidos. PRÁCTICA 3-Densidad de fluidos. PRÁCTICA 4-Parámetro reo lógicos. PRÁCTICA 5- Balance de materia. PRÁCTICA 6-Determinación de fase sólida y líquida. PRACTICA 7-Manejo de la balanza analítica. PRACTICA 8–Determinación de PH. PRACTICA 9-Procedimiento para titular. PRACTICA 10-Preparacion de una solución valorada de nitrato de plata. PRACTICA 11-Preparacion de una solución valorada de ácido clorhídrico. PRACTICA 12-Preparacion de una solución valorada EDTA. PRACTICA 13-Preparacion de una solución valorada de dicromato de

potasio. PRACTICA 14-Determinacion de cloruros. PRACTICA 15-Determinacion de carbonatos y bicarbonatos. PRACTICA 16-Determinacion de sulfatos. PRACTICA 17-Determinacion de bario. PRACTICA 18-Determinacion de calcio y magnesio. PRACTICA 19-Determinacion de fierro. PRACTICA 20-Determinacion del peso específico. PRACTICA 21-Determinacion de la viscosidad saybolt. PRACTICA 22-Destilacion Engler. PRACTICA 23-Densidad de los destilados. PRACTICA 24-Punto de inflamación e ignición. PRACTICA 25-Coeficiente de dilatación. PRACTICA 26-Punto de anilina. PRACTICA 27-Determinacion de agua y sedimentos. PRACTICA 28-Determinacion de agua por destilación. PRACTICA 29-Determinacion del contenido de sal. PRACTICA 30-Gomas y oxidados. PRACTICA 31-Indice de viscosidad. PRACTICA 32-Punto de escurrimiento PRACTICA 33- Determinación del régimen de flujo en una tubería. PRACTICA 34-Determinación del factor de fricción en tuberías rectas. PRACTICA 35-Pérdida de cargas en accesorios de tuberías. PRACTICA 36-Pérdida de carga en válvulas de control.

PRACTICA 37-Curva característica de bombas hidráulicas. PRACTICA 38-Determinación del régimen de flujo en una tubería. PRACTICA 39-Determinación del factor de fricción en tuberías rectas. PRACTICA 40-Pérdidad de cargas en accesorios de tuberías. PRACTICA 41-Pérdidad de carga en válvulas de control. PRACTICA 42-Curva característica de bombas hidráulicas. PRACTICA 43-Bombas centrífugas en serie y paralelo. PRACTICA 44-Estudio de fluidización.

INTRODUCCIÓN

PRÁCTICA 1

1. Características básicas de los fluidos de control

Objetivos

Relacionar los efectos que causan los materiales con que se elabora el fluido de perforación (FP) con las funciones básicas que cumple el fluido de control durante la perforación

Antecedentes teóricos

Funciones del FP Propiedades de la bentonita Propiedades de la Barita Foto microscópicas de las arcillas Solución Dispersión

Material y equipo a emplear

Equipo Material

2 Vasos de precipitados de 1000 ml.

1 Vaso de precipitados de 250 ml.

1 Espátula.

1 Bascula.

1 Dispersor.

Agua.

Barita.

Bentonita.

Sal.

Procedimiento a seguir

Elaborar dos fluidos de perforación añadiendo al agua barita y bentonita buscando la consistencia que se desearía para una perforación. Tomando en cuenta lo siguiente:

− Manipular los materiales sólidos antes de preparar los fluidos, buscando detectar diferencias al no ser mescladas.

− Observe como actúan los sólidos al contacto con el agua, usando una pequeña porción en el vidrio de la mesa de trabajo.

− Repita lo anterior con los sólidos agregando diesel en lugar de agua.

− Prepare dos fluidos con agua y los sólidos, usando distintas proporciones, tomando nota de las proporciones empleadas de cada material, observando cómo cambia la consistencia de la preparación al agregar cada material. Emplee el dispersor para homogeneizar la mescla

− Comparar los fluidos preparados, observando la consistencia peso, homogeneidad y otras características que detecte.

− Dejar reposar los fluidos durante unos minutos, observando si hay separación de fases o asentamientos.

− Comparar los fluidos preparados con los de los otros equipos de trabajo comente experiencias.− Por otra parte en un vaso pequeño agregue sal a una porción del agua, observando el

comportamiento. Observe si existen separación de fases o asentamiento después de un tiempo.

Tipo de lecturas o registros que se obtendrán

Comparar el comportamiento de los materiales en cada paso, observando:

− Diferencias entre ellos − Reacción de los materiales sólidos al contacto con el agua− Reacción de los materiales sólidos al contacto con el diesel

Al elaborar los fluidos tomando nota de cómo se comportan al agregarse al agua, observando:

− Dificultad para mezclar− Velocidad de asentamiento− Homogeneidad, peso, fluidez, etc.− Velocidad e asentamientos o separación de fases

Observar los fluidos obtenidos por otros equipos de trabajo tomando nota de sus experiencias

Observar cómo se comporta la salmuera detectando las diferencias entre esta cono los fluidos preparados con las arcillas.

Aplicación de las lecturas y registros

Elaborar tablas y esquemas de lo observado durante las lecturas y registros comparando primeramente los dos fluidos del propio equipo, Analice también lo observado en los fluidos de otros equipos de trabajo elaborando tablas y esquemas que permitan analizar las características de cada fluido obtenidas al agregar los materiales sólidos y su comportamiento después de que se dejan reposar durante algunos minutos.

PRÁCTICA 2

2. Densidad de sólidos

Objetivos

Determinar la densidad de los sólidos empleados para la elaboración de los fluidos de perforación.


Densidad. Densidad relativa. Peso volumétrico. Métodos para la determinación de densidad. Unidades de densidad empleadas generalmente. Unidades de densidad empleadas en la perforación de pozos y el industria petrolera.. Cambios de densidad con la temperatura y la presión. Matraz Le Chatelier. Principio de Arquímedes. Principio de sifón. Mojabilidad. Miscibilidad. Capilaridad.


Equipo Material

Matraz Le-Chatelier.

Espátula.

Bascula.

2 Vasos metálicos.

Tapón de hule para el matraz perforado.

Bomba de vacío.

Manguera.

Vaso de precipitados de 1000 ml.

1 l de Diesel

Muestra de 1000g Barita en polvo.

Muestra de 1000g Bentonita polvo.


Para cada sólido (bentonita y barita) Realizar lo siguiente:

− Agregar diesel al matraz Le-Chatelier hasta una marca por debajo de la burbuja.− Con un papel enrollado secar el interior del cuello del matraz.− Esperar a que salga el aire que pudo haberse introducido junto con el diesel al matraz, para

acelerar esto usar la bomba de vacío conectada al matraz por medio del tapón.− Secar totalmente el matraz por el exterior.− Determinar la masa del matraz con el diesel con ayuda de la báscula.− Introducir el sólido al matraz, hasta que el nivel del diesel se desplace entre las marcas de 20 y

24 ml. Teniendo en cuenta lo siguiente:o El material se introduce lentamente para evitar aglutinamiento de material sólido.

o En caso de que el material se pegue al interior del matraz, con mucho cuidado y ligereza,

se puede golpear el matraz en la mesa a través de una franela doblada (a manera que quede un cojín que amortigüe el impacto).

o Cuidar que no se moje la pared interna del cuello del matraz con diesel.

o Para introducir el sólido, si lo desea, puede ayudarse con un cono de papel.

o No introducir objetos al matraz ya que en caso de que se moje con diesel se alteran las

mediciones− Cuando se introduzca el material agitar el matraz con movimiento circular, manteniéndolo

ligeramente inclinado, con el objeto de que las partículas de aire que se encuentren ocluidas en el sólido (en forma de pequeñas burbujas) se eliminen.

− Permitir que el aire que se introdujo (de manera inevitable) en forma de pequeñas burbujas salga, para acelerar el proceso puede usar la bomba de vacío. De lo contrario espere a que el nivel del fluido permanezca constante.

− Determinar el volumen desplazado revisando la escala del cuello del matraz.− Determinar la masa del matraz con diesel y sólido en su interior.

Mientras espera a que salga el aire del matraz tomar material sólido del matraz efectué lo siguiente para cada material sólido:

− Pesar el vaso de precipitados vacío− Colocar en el vaso de precipitados material sólido, sin compactar ni apretar, hasta la marca de

500ml.− Pesar el vaso de precipitados con el material sólido sin compactar.− Colocar el material sólido en el vaso de precipitados compactando capas de 1cm por medio de

golpes en la mesa (creando un cojín con una franela doblada), hasta la marca de 500ml.− Pesar el vaso de precipitados con el material sólido compactado.


Los registros que se obtendrán son los siguientes:

− Masa del matraz con diesel antes de introducir la bentonita− Masa del matraz con diesel y bentonita

− Nivel del diesel antes de introducir la bentonita− Nivel del diesel después de introducir la bentonita.− Masa del matraz con diesel antes de introducir la barita.− Masa del matraz con diesel y barita.− Nivel del diesel antes de introducir la barita.− Nivel del diesel después de introducir la barita.− Masa del vaso de precipitados vacío. − Masa del vaso de precipitados con bentonita sin apretar.− Masa del vaso de precipitados con bentonita compactada. − Masa del vaso de precipitados con barita sin apretar.− Masa del vaso de precipitados con barita compactada.− Temperatura a la que se realizaron las pruebas.

Además se tomara nota de dificultades presentadas durante la prueba, poniendo atención especial en los eventos que puedan interferir en las lecturas.

Estos datos se deberán reportar de forma ordenada y legible, pudiéndose emplear tablas o esquemas.


Intercambiar los resultados con el resto de los equipos de trabajo, mencionando las dificultades o problemas operativos presentados durante la práctica.

Con las lecturas que obtuvo su equipo determinar, para cada material sólido, las siguientes propiedades:

− Densidad.− Densidad relativa.− Peso volumétrico sin compactar.− Peso volumétrico compactado.

A partir de un análisis de sus resultados junto con los obtenidos por los otros equipos de trabajo defina las magnitudes definitivas de las propiedades que se obtuvieron.

Incluir en el reporte el análisis que se siguió para considerar o descartar las lecturas y resultados

Las propiedades obtenidas se deben reportar en los principales sistemas de unidades considerando las unidades empleadas en la industria de la perforación de pozos petroleros.

Auxiliarse de esquemas, tablas y gráficas para representar cada etapa de la prueba.

PRÁCTICA 3

3. Densidad del fluido

Objetivos

Determinar la densidad de líquidos y de sistemas hidráulicos mediante el uso de la balanza de lodos.


Balanza de lodos. Principios y ecuaciones de una máquina simple. Polea. Principio de flotación de Arquímedes. Densidad. Gravedad específica. Peso específico. Presión.


Equipo Material

Balanza de lodosDispersor

BentonitaBaritaAgua


Con los datos teóricos obtenidos con anterioridad y las fórmulas de densidad se procede al cálculo de la cantidad de bentonita y barita que se deberían verter a los 2 lts de agua, para obtener el lodo de la densidad requerida, una vez obtenidos, en dos litros de agua se vertió la barita y la bentonita, para obtener el lodo correspondiente de ρ = 1.4

Para obtener la cantidad de barita necesaria para preparar el lodo de 1.4

1) ρ = m / V ; ρlodo = magua + mbent + mbarita / Vagua + Vbent + Vbarita

2) ρ = m / V ; V = m /ρ

3) ρlodo= magua + mbent + mbarita / ( magua/ρagua + mbent/ρbent + mbarita/ρbarita )

Despejando mbarita

mbarita = magua ( 1 - ρ lodo /ρ agua ) + m bent ( 1 - ρ lodo /ρ bent )

( ρ lodo /ρ barita – 1 )

Sustituyendo con;

magua=2000; mbent= 120(g); ρbarita = 4.25; ρbent = 2.25; ρagua = 1

mbarita = 2000 ( 1 – 1.4 /1 ) + 120 ( 1 – 1.4 / 2.25 )

( 1.4 /4.25 – 1 )

Se obtienen, que para obtener el lodo de 1.4, se deben agregar 120 g de bentonita y 1128.04 g de barita

Una vez agregada esta cantidad al lodo se pesaba en la balanza de lodos para corroborar que el lodo fuese de la densidad deseada. 1.4


Se determinará la cantidad de líquido capturado en la probeta y se observará la turbidez del líquido en la prueba.


Una vez que se conoce la cantidad de líquido contenido en el fluido se puede conocer la cantidad de sólidos.Se reportará el contenido de sólido en porcentaje de los fluidos probados por su equipo. Se deberán analizar los resultados del resto de los equipos, todos los valores se compararan con el contenido de sólidos que tienen en realidad los fluidos (considerando su preparación previa) poniendo especial atención en los resultados que tienen gran variación, variaciones que reflejan un error en las mediciones lo que permitirá identificar las causas de los errores y poder prevenirlos.

Elaborar gráficas y tablas que permitan estudiar los resultados con más facilidad. Se reportará el contenido de arena de los fluidos de los equipos mencionando las posibles dificultades para realizar la prueba. Indicar cómo puede afectar el tamaño de los granos en la prueba.

PRÁCTICA 4

4. Parámetros reológicos.

Objetivos

Determinar los parámetros reológicos y tixotrópicos de un lodo de perforación mediante el uso del viscosímetro modelo Fann-35.

Determinar la viscosidad Marsh con el embudo Marsh y comprender la trascendencia de esta prueba durante la perforación.


Clasificación mecánica de los fluidos. Viscosidad. Viscosidad plástica. Viscosidad aparente. Viscosidad efectiva. Esfuerzo de cedencia. Esfuerzo gel. Variación de la viscosidad con la temperatura. Capacidad de arrastre del FP. Problemas ocasionados por una mala viscosidad en el FP. Probables causas que afectan la viscosidad del FP durante la perforación. Características del embudo Marsh Viscosidad Marsh Unidades de viscosidad Unidades de viscosidad Marsh Fenómenos que pueden ser detectados con el embudo Marsh Variación de la viscosidad Marsh con la temperatura


Equipo Material

CronometroDispersorTermómetroViscosímetro Fann 35Dispersor EmbudoMarsh Probeta

Fluidos de perforaciónDieselAgua


Determinación de parámetros reológicos con viscosímetro. Para cada uno de los fluidos: − Dispersar el fluido de perforación y colocar una porción en el vaso del viscosímetro hasta la línea interna

− Encender el viscosímetro y variar la velocidad de corte en 600, 300, 200, 100, 6 y 3 RPM, tomando las lecturas que corresponden a cada velocidad.

− Detener el viscosímetro en 3 RPM, esperar 10 s y encender.

− Detener, nuevamente, el viscosímetro en 3 RPM, esperar 10 min y encender.

Determinación de la viscosidad Marsh. − Determinar la viscosidad Marsh del agua repitiendo tres veces los siguientes pasos o Llenar el embudo con agua hasta la línea de 1.5 l, mientras que la salida de fluido es tapada con un dedo

o Colocar el embudo sobre la probeta graduada (manteniendo la salida tapada con el dedo), verificando que el tubo inferior este vertical y dejando un espacio entre el embudo y la marca de 1000 ml de 10cm

o Simultáneamente retirar el dedo de la salida del fluido y arrancar el cronómetro

o Medir el tiempo que toma en desalojarse 1l de agua

Si alguna de las tres determinaciones no es similar a las otras repetir la prueba hasta obtener tres tiempos muy parecidos − Determinar la viscosidad del diesel siguiendo el mismo procedimiento del agua

− Determinar la viscosidad Marsh de los distintos fluidos perforación siguiendo el mismo procedimiento del agua, llenando el embudo a través de la malla


En la prueba con el viscosímetro rotacional para cada fluido probado: Se tomarán lecturas de la deflexión del dial consecutivas a las velocidades de en 600, 300, 200, 100, 6 y 3 RPM, esperando a que se estabilice el indicador o la lectura promedio después de 20seg. Se tomará la deflexión del dial al instante del arranque del viscosímetro después de la pausa de 10s y después de la pausa de 10min En la prueba con el embudo Marsh para cada fluido probado Tres tiempos en segundos que toma en desalojarse un volumen de 1l, estos valores deben ser muy similares.


Para cada prueba elaborar tres familias de curvas. Una de gráficas de viscosidad Marsh contra porcentaje de bentonita para cada densidad .La segunda de reogramas para los distintos fluidos en escala natural y la tercera de reogramas en escala Log–Log. Se determinará para los distintos fluidos: el punto de cedencia, la Viscosidad Plástica, el esfuerzo gel, así como el índice de comportamiento de flujo y el índice de consistencia para algún nivel de deformación propuesto. Para la prueba con el embudo Marsh los siguientes resultados en tablas que permitan observar los tiempos en cada prueba. Comparar los resultados de la viscosidad Marsh del agua y del diesel con los obtenidos por los otros equipos con lo que se podrá analizar los resultados del resto de los equipos. Detectar comportamientos que muestren gran variación que pueden reflejar errores en las pruebas.

PRÁCTICA 5

5. Balance de materia.

Objetivos

Determinar la cantidad de materia para fabricar un lodo mediante el uso de la ecuación de balance de materia.


Barita. Bentonita. Fluidos de perforación (lodo). Concepto de Ecuación. Densidad (definición ecuaciones y análisis dimensional). Manejo de ecuaciones.


Equipo

1 probeta de 500 ml Material


Realizar lodos de perforación.

− Medir 350ml de agua con la ayuda de la probeta.− Utilizar el equipo de mezclado (multimixier) para agitar los 350ml de agua.− Pesar una masa determinada de barita y bentonita.− Posteriormente agregar los materiales dentro del vaso donde se está agitando el agua.− Agregar la masa de bentonita y seguido de esta la masa de barita dejando mezclar por

aproximadamente 10 minutos.− Se debe intentar obtener un lodo con la fluidez adecuada estableciendo las masas adecuadas de

bentonita y barita.


Se obtendrá una mezcla de lodos con una fluidez adecuada para el correcto desarrollo de la práctica.Las masas de bentonita y barita, deben ser las correctas para obtener lodo con fluido constante y regular.

Tomar datos de la cantidad de masa adecuada para llevar a cabo el lodo con fluido adecuado mediante prueba y error.


Intercambiar resultados de masa para la realización del fluido entre los compañeros de trabajo para llevar a cabo una conclusión adecuada sobre la cantidad de barita y bentonita que se debe utilizar para obtener un fluido adecuado.Compara resultados y observaciones acerca de la práctica.

PRÁCTICA 6

6. Determinación de fase sólida y líquida.

Objetivos

Determinar cualitativamente la viscosidad de un fluido mediante el uso del embudo Marsh.


• Viscosidad.• Viscosímetro de embudo Marsh.• Escurrimiento.• Adherencia.• Mojabilidad.


Equipo Material

Cronómetro

Embudo Marsh

Dispersor

Lodos de perforación

Diesel

Agua


− Sostener el embudo en posición vertical, taponeando el orificio de salida.− Verter el fluido a través de la rejilla, hasta que el nivel alcance la parte inferior− de dicha rejilla (1.5 litros).− Colocar bajo el embudo la jarra graduada a una distancia aproximada de 10 cm. − Abrir el orificio de salida, cronometrando los segundos que tarda en salir el de lodo hasta que se

alcance la marca de 1 litro en la jarra graduada. .− Reportar en segundos el tiempo que tarda en escurrir el litro de fluido el cual será la viscosidad

en segundos de este.− Repetir sucesivamente utilizando agua, diesel y los lodos.


Tiempo de escurrimiento en segundos del fluido en su paso a través el embudo marsh.Anotar el tiempo de escurrimiento de todos los fluidos.Elaborar una tabla comparativa con los resultados de todos los equipos para realizar una comparación.


Realizar una comparación en los resultados para determinar la capacidad de fluidez de todas las muestras y determinar criterios de características físicas que intervienen o afectan la muestra para acondicionar su fluidez.

PRÁCTICA 7

7. Manejo de la balanza analítica.

Objetivos

Conocer el funcionamiento y manejo de la balanza analítica para medir masas.


Masa Peso Balanza analítica Partes de la balanza sartorius y su funcionamiento Palanca de 100 Palanca de dos pasos Tornillo nivelador Tornillo de enfoque Nivel de burbuja Cubierta exterior


Equipo Material

Balanza analítica


− Verificar que cada una de las perillas indicadoras estén en posición cero.− Nivelar la balanza con el tornillo nivelador haciendo que la escala graduada se ajuste a ceros con

el vernier.− Con el tornillo de enfoque lograr buen contraste en la pantalla de lectura del vernier para aclarar

la escala.− Colocar el objeto o sustancia sobre el vidrio de reloj.− Con la balanza fuera de funcionamiento adicionar peso con las perillas y en caso de ser

necesario con la palanca de 100 gramos.− Colocar la palanca de dos pasos en posición vertical para frenar el vernier.− Observa la pantalla: si la escala de la pantalla se recorre hacia la izquierda indica que hay que

aumentar peso con las perillas correspondientes; si la escala se recorre hacía la derecha, quitar peso con las mismas perillas de la balanza.

− Ajustar el peso que se indica en gramos, décimas, centésimas, milésimas y diezmilésimas de gramo.

− Colocar la palanca horizontalmente para suspender el peso y poder tomar la lectura.− Apagar la balanza, retirar el objeto o sustancia que se pesó y colocar a ceros la escala.− Al terminar la medición colocar la panca fuera de funcionamiento.

PRÁCTICA 8

8. Determinación de PH.

Objetivos

Identificar el pH de cualquier muestra líquida.


Ácidos. Concentración del ion hidrógeno (pH). Ionización del agua. Soluciones cloradas.


Equipo Material

Cronómetro PipetaPapel indicador de pHMuestra de agua de formación


− Sedimentar la muestra si contiene material en suspensión, eliminando en lo posible el contacto con el aire.

− Si la solución se sometiera a filtración le modificaría el valor del pH por lo que esta práctica no debe efectuarse.

− Tomar con una pipeta una pequeña muestra de líquido y deja caer una o dos gotas sobre una tira de papel indicador de pH.

− Comparar la coloración adoptada por el papel indicador con las que aparecen en el envase del papel indicador, antes de que transcurran 30 segundos, porque el papel reacciona con el aire y altera el valor de la medición.

Otro procedimientoUna de las formas de evaluar el pH es por medio del uso de indicadores, que tienen la propiedad de cambiar de color al modificarse la acidez o basicidad.Se puede conocer el pH de una solución muestra empleando el indicador yamada, que se prepara de la siguiente manera, en un vaso de precipitado disolver 5 mg de azul de tímol, 12.5mg de rojo de metílo, 10mg de fenolftaleína y 50 mg de azul de bromotimol en 100ml de metanol, colocar esta muestra en un amtraz erlen meyer de 250ml, añadirle hidróxido de sodio de 0.05M desde una bureta hasta que la mezcla sea de color verde y diluir hasta 200ml.Al agregar 2 gotas del indicador yamada a 10ml de solución muestra, esta vira como se indica a continuación:

Color rojo naranja amarillo verde azul índigo violetaValor de pH 4 5 6 7 8 9 10

PRÁCTICA 9

9. Procedimiento para titular.

Objetivos

Conocer el procedimiento para titular una solución determinada


Titulación. Soluciones valoradas. Punto de equivalencia. Indicadores en una reacción.


Reactivos Material

Solución valoradaSolución muestraIndicador

Soporte universalPinzas para buretaVasos de precipitado de 250mlBureta de 50mlMatraz Erlen meyer de 300mlProbeta de 50ml


− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal.− Sostener la bureta graduada con las pinzas.− Llenar la bureta con la solución valorada hasta el cero.− Colocar en el matraz Erlenmeyer la solución muestra y agregarle un indicador.− Colocar el matraz bajo la bureta de tal forma que el contenido caiga en el matraz.− Abrir lentamente la llave de la bureta para que gotee al solución valorada.− Agitar el matraz conforme caen las gotas para observar la coloración.− Cerrar la llave de la bureta cuando la solución vire de color.

− Anotar el volumen gastado de la solución valorada tomando la lectura de la bureta.

− Calcular la concentración de la solución muestra.

PRÁCTICA 10

10. Preparación de una solución valorada de nitrato de plata.

Objetivos

Prepara una solución valorada de nitrato de plata.


Nitrato de plata y características.


Equipo Material

EstufaBalanza analíticaSustancias utilizadas:Agua destilada 1120mlCloruro de sodio 1grCromato de potasio 5grNitrato de plata 17gr

Soporte universalPinzas para buretaBureta graduada de 50mlMatraz Erlenmeyer de 300mlProbeta graduada de 10ml3 vasos de precipitado de 250mlMatraz aforado de 100mlVidrio de relojDesecador


− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal con objeto de que sostengan la bureta.− Pesar 17gr de nitrato de plata en la balanza analítica.− Agregar el nitrato de plata a un vaso de precipitado, disolverlo con agua destilada y diluir

hasta 1000ml en el matraz aforado. − Llenar la bureta de 50ml con la solución de nitrato de plata.− En la probeta graduada medir 10ml de una solución estándar de cloruro de sodio, la cual

se prepara como se muestra en la página siguiente.

− Añadir los 10ml de la solución estándar de cloruro de sodio al matraz Erlenmeyer y agregar 0.5ml de solución indicadora de cromato de potasio y diluir con agua destilada hasta 20ml.

− Colocar el matraz Erlenmeyer que contiene la solución estándar de cloruro de sodio bajo la bureta.

− Agregar la solución de nitrato de plata contenida en la bureta al matraz con la solución muestra y agitarlo hasta que aparezca la primera coloración rosa permanente.

− Calcular la normalidad del nitrato de plata:

N del AgNO3= ml de sol. De NaCl x N de la sol. De NaCl ml de nitrato consumido en la bureta

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN ESTÁNDAR DE CLORURO DE SODIO

− En la balanza analítica pesar 1gramo de NaCl, en un vidrio de reloj, secar en la estufa durante 2 horas a 110°C, introducirlo en el desecador, una vez enfriado pesar el NaCl deshidratado y anotar el peso.

− En un vaso de precipitado de 250ml disolver el cloruro de sodio en 200ml de agua destilada. Trasladarlo al matraz aforado y diluir hasta 1000ml.

− Calcular la normalidad de la solución estándar de NaCl así:

N de NaCl= g de NaCldesh x 0.01710864.

SOLUCIÓN DEL INDICADOR DE CROMATO DE POTASIOEn un vaso de precipitado de 250ml disolver 5gr de cromato de potasio y agregar agua destilada hasta un volumen de 100ml.

PRÁCTICA 11

11. Preparación de una solución valorada de ácido clorhídrico.

Objetivos

Prepara una solución valorada de ácido clorhídrico.


Ácido clorhídrico y características.


Equipo Material

1 balanza analítica1 estufaSustancias utilizadas:Agua destilada 2050mlÁcido clorhídrico al 20% 8.5mlEtanol al 95% 50mlCarbonato de sodio 1.0 gramosAnaranjado de metilo 0.5 gramos

1 soporte universalPinzas para bureta1 bureta graduada de 50ml1 matraz Erlenmeyer de 300ml1 probeta graduada de 50ml2 vasos de precipitado de 250ml1 matraz aforado de 1000ml1 vidrio de reloj1 desecador


− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal con objeto de que sostengan la bureta.− Llenar la bureta con la solución ácido clorhídrico de la que se indica su preparación en la página

siguiente.− En un matraz Erlenmeyer colocar 50ml de una solución estándar de carbonato de sodio cuya

preparación se indica en la página siguiente.− Agregar 5 gotas de indicador anaranjado de metilo a la solución estándar de carbonato de sodio.− Colocar el matraz Erlenmeyer bajo la bureta.− Titular con la solución de ácido clorhídrico hasta que la coloración vire de amarillo a canela

pálido.− La normalidad del ácido clorhídrico se calcula con la siguiente expresión:

N de HCl= ml de Na 2 CO 3 x N del carbonato de sodio ml de ácido clorhídrico gastados

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN DE ÁCIDO CLORHIDRICO

− En un vaso de precipitado de 600ml colocar 8.5ml de ácido clorhídrico al 20% diluirlo con agua destilada hasta 500ml, depositarlo en un matraz aforado de 1000ml y diluir hasta la marca de aforo.

SOLUCIÓN ESTÁNDAR DE CARBONATO DE SODIO− Pesar 1gramo de carbonato de sodio, secarlo en la estufa a 110°C durante 2 horas, colocarlo en

el desecador, una vez enfriado pesar el Na2CO3 deshidratado.− En un vaso de precipitado de 600ml disolver el gramo de carbonato de sodio con agua destilada hasta

500ml, depositarlo en un matraz aforado de 1000ml y diluir hasta la marca de aforo.− La normalidad de la solución estándar se calcula así.

N de sol. Carbonato= 0.01887 x g de carbonato de sodio.

SOLUCIÓN DE INDICADOR ANARANJADO DE METILO− En la balanza analítica utilizando el vidrio de reloj pesar 0.5 gramos de anaranjado de

metilo, disolverlo en un vaso de precipitado de 250ml con 50ml de etanol al 95% y agregar agua destilada hasta el aforo de 100ml.

PRÁCTICA 12

12. Preparación de una solución valorada de EDTA.

Objetivos

Preparar una solución valorada de EDTA


EDTA y características.


Equipo Material

1 balanza analítica1 estufaSustancias:Ácido clorhídrico al 20% 1mlTrietanolamina 3mlAgua destilada 1700mlSal disódica 8.5 gramosCarbonato de calcio 0.2 gramosHidróxido de sodio 2.0 gramosPurpurato de amonio 0.2 gramosCloruro de sodio 100 gramos

Soporte universalPinzas para buretaBureta graduada de 50ml1 matraz Erlenmeyer de 250ml6 vasos de precipitado de 250ml1 matraz aforado de 1000ml1 frasco de 2 litros1 vidrio de reloj1 pesa filtro1 papel indicador de pH1 probeta graduada de 10ml1 desecador


− En la balanza analítica pesar 8.5 gramos de sal disódica del ácido EDTA utilizando el vidrio de reloj.

− Coloca la sal disódica en un vaso de precipitado de 250 ml, disolver con 100ml de agua destilada, vaciar en el matraz aforado y diluir hasta completar 1 litro de solución.

− Ajustar su pH a 7, si esta debajo de este valor agregar gota a gota solución diluida de hidróxido de sodio, en caso contrario con solución diluida de ácido clorhídrico y detectar el pH con papel indicador.

− Vaciar la solución en un frasco de 2 litros, cerrarlo y dejar reposar durante 24 horas para que se estabilice.

− Colocar la bureta en el soporte universal, fijándola con las pinzas.

− Llenar la bureta con la solución de EDTA, hasta la graduación en cero.− medir en una probeta 5ml de una solución estándar de carbonato de calcio, depositarla en

un matraz Erlenmeyer y diluir hasta 25ml.− Agregar 3 gotas de solución de trietanolamina, 3ml de solución de hidróxido de sodio y

0.1 gramos de indicador murexide.− Agitar suavemente la solución, hasta que presente una coloración rosa uniforme.− Colocar el matraz Erlenmeyer con la solución bajo la bureta.− Titular con la solución de EDTA hasta que el color vire de rosa a violeta.− La molaridad del EDTA se calcula así:

M de EDTA= ml de sol. De calcio x M del a sol. De calcio ml de EDTA gastados

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN ESTANDAR DE CARBONATO DE CALCIO

− Pesar en la balanza analítica el pesafiltro (w1). También, utilizando un vidrio de reloj pesar 0.2 gramos de carbonato de calcio y colocarlo en el pesafiltro.

− Introducir a la estufa el pesafiltro con el carbonato de calcio sobre el vidrio de reloj.− Deshidratarlo en la estufa, durante 2 horas a 110°C, al concluir el tiempo de secado retirar el

pesafiltro y colocarlo en el desecador, una vez enfriado pesarlocon el carbonato de calcio (w2).− Disolverlo en un vaso de precipitado de 250ml con 100ml de agua.− Obtener los gramos de carbonato deshidratado(w3):

W3= w2 - w1

− La molaridad de esta solución se calcula así:M sol. De CaCO3= 0.1 x gramos de CaCO3 deshidratado.

SOLUCIÓN DILUIDA DE HIDRÓXIDO DE SODIO− En un vaso de precipitado de 250ml disolver 2 gramos de hidróxido de sodio y diluir hasta

200ml con agua destilada.SOLUCIÓN DILUIDA DE ÁCIDO CLORHÍDRICO

− Colocar en un vaso de precipitado de 250ml 99ml de agua destilada y agregar 1ml de ácido clorhídrico al 20%.

SOLUCIÓN DE TRIETANOLAMINA− En un vaso de precipitado de 250ml colocar 30ml de trietanolamina y diluir con agua destilada

hasta 100ml.INDICADOR MUREXIDE

− Mezclar 0.2gramos de purpurato de amonio con 100gramos de cloruro de sodio y triturarla hasta menos -50 mallas, depositar la mezcla en un vaso de precipitado de 250ml y diluir con agua destilada hasta 200ml.

PRÁCTICA 13

13. Preparación de una solución valorada de Dicromato de potasio.

Objetivos

Preparar una solución valorada de dicromato de potasio.


Dicromato de potasio y sus características. Propiedades físicas y químicas del dicromato de potasio.


Equipo Material

1 balanza analítica.1 estufa.Sustancias utilizadas:Agua destilada 2500ml.Cloruro mercúrico 50ml.Ácido clorhídrico al 20% 200ml.Solución de ácidos mezclados 15ml.Dicromato de potasio 8g.Cloruro férrico 0.1g.Cloruro estannoso 5g.Estaño metálico 2g.Sulfonato de difenilamina 1g.

Probeta graduada 50ml.Soporte universal con anillo.Mechero bunsen.Tela de alambre.3 vasos de precipitado de 250ml.Pinzas para bureta.Bureta graduada de 50ml.Matraz Erlenmeyer de 250ml.Matraz aforado de 1000ml.1 pesafiltro.1 vidrio de reloj.Frasco de 2 L.Papel indicador pH.


− En una balanza analítica pesar 0.88g de dicromato de potasio utilizando el vidrio de reloj.− En un vaso de precipitado de 250ml disolver el dicromato de potasio con 100ml de agua

destilada, vaciar en el matraz aforado y diluir hasta 1000ml.− En una probeta graduada 50ml de solución estándar de cloruro férrico y colocarla en un vaso de

precipitado de 250ml.− Agregar 25ml de ácido clorhídrico al 20%.− Fijar el anillo en el soporte universal.

− Colocar sobre el anillo una tela de alambre, sobre esta el vaso con la solución y calentar hasta casi ebullición, sin enfriar, agregar gota a gota solución de cloruro estannoso, hasta que se decolore totalmente y añadir una gota en exceso.

− Enfriar a temperatura ambiente, con precaución agregar 25ml de solución saturada de cloruro de mercurio y 15ml de solución de ácidos mezclados.

− Agregar 0.5ml de solución indicador difenilamina.− Vaciar el vaso con la solución en un matraz Erlenmeyer de 250ml.− Titular con la solución de dicromato de potasio hasta que vire su color a azul violeta

permanente.− La normalidad de la solución se calcula así:

N del dicromato: ml de sol. De fierro x N de sol. De Fe ml de dicromato

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN ESTANDAR DE CLORURO FÉRRICO

− Pesar en la balanza analítica 0.1g de cloruro férrico utilizando el vidrio de reloj. Disolver en el matraz aforado y diluir hasta completar un volumen de 1000ml.

− Calcular la normalidad así:

N de sol. De Fe= g de cloruro férrico x 0.002

SOLUCIÓ DE CLORURO ESTANNOSO− Pesar en la balanza analítica 5g de cloruro estannoso utilizando el vidrio de reloj, agregarlo a un

vaso de precipitado de 250ml, disolver con 100ml de ácido clorhídrico al 20% y añadir 2g de estaño metálico.

SOLUCIÓN SATURADA DE CLORURO DE MERCURIO− En un frasco de 2 litros saturar 500ml de agua destilada con cloruro mercurio.

SOLUCIÓN DE INDICADOR DE DIFENILAMINAEn un vaso de precipitado de 250ml disolver 1g de sulfonato de difenilamina en 100ml de ácido clorhídrico al 20%.

PRÁCTICA 14

14. Determinación de cloruros.

Objetivos

Identificar y cuantificar la presencia de cloruros en el agua de formación.


Cloruros y características.


Equipo Material

1 balanza analíticaSustancias utilizadas:Muestra de agua de formación 10mlSolución valorada de nitrato de plata 50mlAgua destilada 110mlCromato de potasio 5g

1 soporte universalPinzas para bureta1 bureta graduada de 50ml1 matraz Erlenmeyer de 250ml1 probeta graduada de 10ml3 vasos de precipitado de 250ml1 vidrio de reloj


− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal.− Sostener la bureta con las pinzas,− Llenar la bureta hasta el cero con solución valorada de nitrato de plata.− Medir 10ml de la muestra del agua de formación en una probeta graduada.− Colocar el agua de formación en el matraz Erlenmeyer.− Agregar 3 gotas de solución de indicador cromato de potasio y diluir hasta 20ml.− La solución adquiere una coloración amarilla.− Colocar el matraz bajo la bureta.− Titular con la solución valorada de nitrato de plata hasta el momento en que cambie de color, de

amarillo a rosa permanente.− Anotar el volumen gastado de al bureta.− Lavar la bureta con agua destilada.− El resultado se calcula así:

mg/1 Cl= ml de nitrato x N del nitrato x 35.5 x 1000 ml de muestra

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN DE INDICADOR DE DICROMATO DE POTASIO

Pesar en una balanza analítica 5g de cromato de potasio utilizando el vidrio de reloj en un vaso de precipitado de 250ml, disolverlo con 100ml de agua destilada.

PRÁCTICA 15

15. Determinación de carbonatos y bicarbonatos.

Objetivos

Identificar y cuantificar la presencia de carbonatos y bicarbonatos en una muestra de agua de pozo.


Carbonatos y bicarbonatos Alcalinidad


Equipo Material

Balanza analíticaSustancias utilizadas:Muestra de agua de formación 50mlSolución valorada de ácido clorhídrico 50mlEtanol al 95% 100mlAgua destilada 200mlFenolftaleína 0.5gAnaranjado de metilo 0.5g

1 soporte universalPinzas para bureta1 bureta graduada de 50mlMatraz Erlenmeyer de 250mlProbeta graduada de 50ml2 vasos de precipitado de 250ml1 vidrio de reloj


− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal y sostener la bureta con las pinzas.− Llenar con cuidado la bureta aforándola hasta el cero con solución valorada de ácido clorhídrico.− Medir 50ml de muestra en una probeta, colocarla en el matraz Erlenmeyer y agregar 3 gotas del

indicador de fenolftaleína, con lo que se obtiene una coloración rosa fuerte o rojo.− Colocar el matraz con la solución bajo la bureta.− Titular con la solución valorada de ácido clorhídrico hasta que la solución se decolore.− El volumen gastado se anota como P.− Agregar a la misma solución 3 gotas del indicador anaranjado de metilo.− La solución presentara una coloración amarilla.− Titular hasta que el color vire de amarillo a canela pálido.− Lavar la bureta graduada con agua destilada y secarla.− El volumen total de ácido gastado, tanto con el anaranjado de metilo como con la fenolftaleína,

se anota como M.− El resultado se calcula con el criterio expuesto en la siguiente tabla:

Relación entre P y M Volumen (ml) de ácido correspondiente a:Bicarbonatos HCO3 Carbonatos CO3 Hidratos OH

P= 0P < (1/2)MP = (1/2)MP > (1/2)MP = M

MM-2P

000

02P

2P o M2(M-P)

0

000

2P-MM

Utilizar las expresiones siguientes:

mg/1 HCO3= ml de ácido corresp. X N del ácido x 61 x 1000 ml de la muestra

mg/1 CO3= ml de ácido corresp. X N del ácido x 30 x 1000 ml de la muestra

mg/1 OH= ml de ácido corresp. X N del ácido x 17 x 1000 ml de la muestra− Si se utiliza ácido sulfúrico 0.02N y 100ml de muestra en la titulación, los ml de ácidos

correspondientes se multiplican por 10 obteniéndose los resultados en ppm de carbonato de calcio (CaCO3).

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN DEL INDICADOR FENOLFTALEINA

− Pesar en la balanza analítica 0.5g de fenolftaleína utilizando el vidrio de reloj para protección del platillo de la balanza. Disolver en un vaso de precipitado con 50ml de etanol al 95% y diluir hasta 100ml con agua destilada.

− Agregando a una base presenta una coloración roja.SOLUCIÓN DEL INDICADOR DE ANARANJADO DE METILO

− Pesar en la balanza analítica 0.5g de anaranjado de metilo utilizando el vidrio de reloj para no dañar el platillo de la balanza. Disolverlo en un vaso de precipitado con 50ml de etanol al 95% y diluir hasta 100ml con agua destilada.

− Este indicador agregado a un ácido presenta una coloración roja.

PRÁCTICA 16

16. Determinación de sulfatos.

Objetivos

Realizar un análisis cuantitativo del contenido de sulfatos.


− Sulfatos y características.


Equipo Material

1 mufla1 balanza analíticaSustancias utilizadas:

Muestra de agua de formación 50mlAgua destilada 300mlÁcido clorhídrico 10mlCloruro de bario 10g

1 soporte universal con anillo1 mechero bunsen1 tela de alambre2 vasos de precipitado de 600ml2 vasos de precipitado de 250mlProbeta graduada de 100mlEmbudo de vidrio de 6 a 7cm de diámetroPapel filtroAgitadorCrisol de porcelanaTenazasVidrio de relojdesecador


− Medir 50ml de muestra de agua de formación en una probeta graduada.− Colocar la muestra en el vaso de 600ml.− Agregar 200ml de la solución de ácido clorhídrico.− Fijar el anillo en el soporte universal a la altura del mechero.− Colocar la tela de alambre sobre el anillo.− Colocar el vaso con la solución sobre la tela de alambre.− Encender el mechero bunsen, calentar la solución hasta ebullición, agitar y agregar lentamente

10ml de la solución de cloruro de bario.− Tapar el vaso con el vidrio de reloj y poner en baño maría durante 2h.− Enfriar a temperatura ambiente para cristalizar el sulfato de bario y permitir que se precipite,

evitando cualquier agitación en lo que se enfría.− Mientras tanto pesar el crisol de porcelana y anotar su peso. − Colocar el papel filtro en un embudo de vidrio, humedeciéndolo ligeramente.− Filtrar la mezcla enfriada recibiendo el filtrado en otro vaso de precipitado.− Los precipitados que quedan en el vaso de la mezcla enfriada, lavarlos con agua caliente,

ayudándose con el agitador a limpiar las paredes para filtrarlos también.− Lavar repetidamente el vaso con agua destilada caliente y filtrar todos los lavados.− Retirar el papel filtro del embudo, doblar el papel y colocarlo dentro del crisol de porcelana.− Sostener con tenazas el crisol y calentarlo 1minuto con el mechero bunsen.− Quemar lentamente el papel sin que se inflame.

− Con las tenazas introducir el crisol con el papel filtro, en la mufla y calcinar durante 30min. a 800°C.

− Sacar el crisol de la mufla con las tenazas y colocarlo en el desecador de vidrio.− Enfriar durante 30min el crisol hasta la temperatura ambiente. Sacar el crisol del desecador y

pesarlo.− En el crisol queda el sulfato.− Restar al peso del crisol con sulfato, el peso del crisol.− El resultado se calcula así:

Mg/1 de SO4 = mg de SO 4 x 411.5 ml de la muestra

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN DE CLORURO DE BARIO

Pesar en una balanza analítica 10g de cloruro de bario utilizando un vidrio de reloj y en un vaso de precipitado de 250ml disolverlo con 100ml de agua destilada.

SOLUCIÓN DE ÁCIDO CLORHÍDRICO En un vaso de precipitado de 250ml agregar 200ml de agua destilada y 10ml de ácido

clorhídrico al 20%.

PRÁCTICA 17

17. Determinación de bario.

Objetivos

Determinar el contenido de bario en una muestra de agua de formación por el método gravimétrico.


Gravimetría Bario y características


Equipo Material

1 estufa 1 balanza analíticaSustancias utilizadas:Muestra de agua de formación 50mlPeróxido de hidrógeno al 30% 5mlHidróxido de amonio al 28% 5mlÁcido etanoico 5mlÁcido nítrico 30mlAgua destilada 540mlCromato de amonio 35gAcetato de amonio 30g

1 soporte universal con anillo1 mechero bunsen1 tela de alambre1 vaso de precipitado de 600ml4 vasos de precipitado de 250ml1 probeta graduada de 50ml1 embudo de vidrio de 7cm de diámetro1 papel filtro (whatman no. 42)1 pipeta1 agitador1 papel indicador de pH1 vidrio de reloj de 12.5cm de diámetro


− A la muestra de agua de formación, agregar unas gotas de peróxido de hidrógeno para investigar la presencia del ión fierro que se indica por un burbujeo debido al desprendimiento de oxígeno.

− Si está presente el ión fierro calentar hasta ebullición y agregar hidróxido de amonio gota a gota, agitar hasta que el olor del amoniaco persista aunque sea leve.

− Calentar hasta ebullición para eliminar el exceso de peróxido y flocular cualquier precipitado.− Filtrar con ayuda de un embudo.− Medir 50ml del filtrado anterior.− Depositar la muestra en el vaso de precipitado, agregar 3ml de ácido acético, 10ml de solución

de cromato de amonio y 1ml de solución de acetato de amonio, ajustar el pH a 4.6 agregando con una pipeta, gotas de ácido acético para bajar el pH y en caso contrario con hidróxido de amonio concentrado.

− Diluir hasta 250ml con agua destilada.− Fijar el anillo en el soporte universal a una altura conveniente para el mechero bunsen.− Colocar la tela de asbesto sobre el anillo.− Colocar el vaso con la mezcla sobre la tela de asbesto.− Calentar la mezcla con el mechero bunsen durante 10min, agitando ocasionalmente y cuidando

que la solución no hierva.− Enfriar la solución a temperatura ambiente, sin agitar, para que se precipite el bario.− Mientras se enfría, pesar el papel filtro a usar.− Una vez enfriada, filtrar la solución con papel whaltman no. 42 sin agitar el vaso.

− Los precipitados que quedan en el vaso de la mezcla empleada, lavarlos con 50ml de solución lavadora de cromato de amonio, ayudándose con el agitador a limpiar las paredes y filtrarlas también.

− Disolver los precipitados con 4ml de la solución de ácido nítrico, en el mismo vaso y filtrar.− Lavar repetidamente el vaso con 50ml de solución lavadora de cromato de amonio.− Filtrar los lavados con el papel filtro asegurándose que todo el precipitado sea transferido al

papel.− Cuando el vaso quede limpio, retirar con cuidado el papel filtrad del embudo, colocarlo en el

vidrio de reloj y secarlo en la estufa durante 30min a 100-110°C (no quemarlo).− Pesar el papel filtro, ya seco, en la balanza analítica.− Obtener los mg de cromato de bario con la diferencia de pesadas.− Calcular el contenido de bario con la siguiente expresión:}

mg/1 Ba = mg de BaCrO 4 x 542 ml de muestra

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN DE CROMATO DE AMONIO

− Pesar en una balanza analítica utilizando el vidrio de reloj 30g de cromato de amonio, disolverlo en un vaso de precipitado de 250ml con 20ml de agua destilada y diluirlo hasta 100ml.

SOLUCIÓN DE ACETATO DE AMONIO− Pesar en una balanza analítica utilizando en un vidrio de reloj 30gr de acetato de amonio,

disolverlo en un vaso de precipitado de 250ml con 20ml de agua destilada y diluirlo hasta 100ml.

SOLUCIÓN DE ÁCIDO NÍTRICO− En un vaso de precipitado de 250ml vaciar 90ml de agua destilada y agregar con cuidado 30ml

de ácido nítrico al 20%.SOLUCIÓN VALORADA DE CROMATO DE AMONIO

− Pesar en una balanza analítica utilizando un vidrio de reloj 5g de cromato de amonio, disolverlo con 10ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 250ml y diluir hasta 50ml.

PRÁCTICA 18

18. Determinación de calcio y magnesio.

Objetivos

Identificar y cuantificar el contenido de calcio y magnesio que existe en una agua de formación mediante el método volumétrico.


Calcio y características Dureza Magnesio Titulación


Equipo Material

Sustancias utilizadas:Muestra de agua de formaciónAgua destilada 540mlCloruro de amonio 5mlSolución valorada EDTA 50mlHidróxido de amonio al 28% 5mlEtanol al 95% 100mlHidróxido de sodio 20gPurpurato de amonio 35gCloruro de sodio 100gTrietanolamina 35gCromo negro 0.5gHidrocloruro de hidroxilamina 4.5g

1 soporte universalPinzas para buretaBureta graduada de 50ml1 matraz Erlenmeyer de 250mlProbeta graduada de 25ml2 vasos de precipitado de 250ml


CALCIO− Medir 10ml de muestra de agua de formación en una probeta.− Depositar la muestra en un matraz Erlenmeyer.− Agregar 20ml de agua destilada, 3 gotas de solución de trietanolamina, 3 a 5ml de solución de

hidróxido de sodio y 0.1g de indicador murexide.− La solución presentara una coloración rosa.− Fijar la bureta en el soporte universal con las pinzas.− Llenar la bureta con solución valorada de EDTA, hasta la marca 0.− Titular con la solución valorada de EDTA hasta que la solución vire de rosa a violeta.− Anotar el volumen gastado de EDTA, y designarlo como A.

MAGNESIO

− Medir en una probeta 10ml de muestra de agua de formación.− Colocar la muestra en un matraz Erlenmeyer.

− Diluir con 20ml de agua destilada. − Agregar 3ml de solución reguladora de cloruro de amonio-hidróxido de amonio y 3 gotas del

indicador eriocromo negro T.− La solución presentará una coloración vino.− Titular con la solución valorada de EDTA hasta que el color cambie de vino a azul.− Anotar el volumen gastado de EDTA y designarlo como B.− Calcular los contenidos con las siguientes expresiones:

Mg/1 Ca = A x M EDTA x 40.1 x 1000 ml de la muestra

Mg/1 Mg = B x M EDTA x 24.3 x 1000 ml de la muestra− Donde: M EDTA, es la molaridad de la solución de EDTA

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÍON DE TRIETANOLAMINA

− En un vaso de precipitado de 250ml colocar 30ml de trietanolamina y diluir hasta 100ml.SOLUCIÓ DE HIDRÓXIDO DE SODIO

− En una balanza analítica utilizando un vidrio de reloj pesar 20g de hidróxido de sodio, disolverlo con 100ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 250ml.

INDICADOR MUREXIDE− En una balanza analítica utilizando un vidrio de reloj, pesar 0.2g de purpurato de amonio,

posteriormente 100g de cloruro de sodio y mezclarlo.SOLUCIÓN DE INDICADOR ERIOCROMO NEGRO T

− Pesar en una balanza analítica utilizando un vidrio de reloj 0.5g. de ericromo negro T, posteriormente 4.5g de hidrocloruro de hidróxilamina y disolverlos con 100ml de etanol al 95% en un vaso de precipitado de 250ml.

SOLUCIÓN REGULADORA DE CLORURO DE AMONIO-HIDRÓXIDO DE AMONIO− Pesar en una balanza analítica utilizando el vidrio de reloj 67.5gde cloruro de amonio, disolverlo

en 200ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 250ml, vaciar la solución en un matraz aforado de 1000ml, agregar 570ml de hidróxido de amonio al 28% y diluir hasta 1000ml.

PRÁCTICA 19

19. Determinación de fierro.

Objetivos

Identificar y cuantificar la existencia de fierro en el agua de formación.


Fierro y características Acido sulfhídrico Ácido clorhídrico


Equipo Material

Balanza analíticaSustancias utilizadas:Una muestra de agua de formación 50mlAgua destilada 200mlÁcido clorhídrico al 20% 125mlÁcidos mezclados 15mlSol. Valorada de dicromato de potasio 50mlCloruro estannoso 5gEstaño metálico 5gCloruro de mercurio 10gSulfonato de difenilamina 1g

1 soporte universalMechero bunsenTela de alambreCuatro vasos de precipitado de 250mlPinzas para buretaUna bureta graduada de 50mlMatraz Erlenmeyer de 250mlProbeta graduada de 50mlVidrio de relojAgitador


− En la probeta medir 50ml muestra, colocar en un vaso de precipitado 250ml y agregar 25ml de ácido clorhídrico al 20%.

− En el soporte universal fijar el anillo a la altura del mechero bunsen y colocar sobre el anillo una tela de alambre.

− Colocar el vaso de precipitado con la solución sobre la tela de alambre y calentar hasta casi ebullición con el mechero bunsen.

− Sin enfriar, agregar gota agota la solución de cloruro estannoso hasta que se decolore totalmente y una gota de exceso.

− Enfriar a temperatura ambiente la solución.− La solución debe de estar fría ya que al agregar ácidos mezclados, reaccionan fuertemente; a

mayor temperatura, mayor reacción, lo que es peligroso.− Agregar 25ml de la solución saturada de cloruro mercurio, 15ml de la solución de ácidos

mezclados y tres gotas del indicador de difenilamina y mezclar suavemente.− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal.− Sostener la bureta con las pinzas.− Llenar la bureta con la solución valorada de dicromato de potasio aforándola hasta 0.− Titular con la solución valorada de dicromato de potasio hasta un vire de un color azul a violeta

permanente.− Calcular el resultado con la siguiente expresión

Mg/1 Fe = ml de dicromato x N dicromato x 55.85 x 1000

Ml de la muestra

PREPARACIÓN DE SOLUCIONESSOLUCIÓN DE CLORURO ESTANNOSO

− En la balanza analítica utilizando un vidrio de reloj, pesar 5g de cloruro estannoso, disolverlo con 100ml de ácido clorhídrico al 20% en un vaso de precipitado de 250ml y agregar 3g de estaño metálico a la solución.

SOLUCIÓN SATURADA DE CLORURO MERCURICO− En un vaso de precipitado de 250ml saturar 200ml de agua destilada con cloruro mercúrico.

SOLUCIÓN DEL INDICADOR DE DIFENIILAMINA− En la balanza analítica utilizando un vidrio de reloj, pesar 1g de sulfonato de difenilamina. En un

vaso de precipitado de 250ml disolverlo con 100ml de ácido clorhídrico al 5%.

PRÁCTICA 20

20. Determinación del peso específico.

Objetivos

Determinar el peso específico de un aceite crudo.


Peso específico y características Relación del peso específico los aceites crudos


Equipo Material

Sustancias utilizadas:

Muestra de aceite crudo 50mlAgua potable 5L

Probeta de 250ml1 densímetro1 recipiente1 trípode metálico2 mecheros bunsen1 varilla de madera2 termómetros de 110°C 1 soporte universalPinzas para bureta


− Medir 250ml de petróleo crudo en la probeta y eliminar la espuma formada en la superficie con ayuda de un papel.

− Sumergir diversos densímetros en el petróleo crudo sin que toquen las paredes o el fondo de la probeta y seleccionar aquel en el que la superficie del líquido quede dentro de la graduación.

− Llenar el recipiente con agua potable y colocarlo sobre el trípode.− Sumergir suavemente el densímetro seleccionado en el petróleo crudo, hasta que se equilibre y

adopte una posición estable.− Introducir el termómetro en el aceite.− Con el densímetro en reposo tomar la lectura sobre la escala impresa, justo en el nivel del

menisco del aceite.− Anotar la densidad a la temperatura que indica el termómetro.− Colocar la probeta con petróleo crudo dentro del recipiente, cuidando que no le entre agua.− Calentar en forma lateral y uniforme el recipiente con los mecheros bunsen, cuidando de no

poner los mecheros debajo del recipiente.− Registrar la temperatura con incrementos de 5°C desde el ambiente hasta 50°C y sus

correspondientes valores del peso específico.− Agitar lentamente el agua y el crudo para que la temperatura sea uniforme. Cuando el

termómetro del agua marque 2°C más de la temperatura referida dejar calentar y esperar que el termómetro del petróleo crudo llegue a la temperatura requerida.

− Realizar las lecturas con el densímetro en reposo, durante 4 a 6 segundos.− Corregir las densidades por temperatura, utilizando el valor de temperatura como argumento de

entrada para obtener el valor de la corrección para el peso específico (en la tabla 3.1).

− Calcular el peso específico corregido por temperatura, sumando el valor de corrección a la densidad medida.

− Reportar como peso específico a 20/4°C.

PRÁCTICA 21

21. Determinación de la viscosidad Saybolt.

Objetivos

Determinar la viscosidad de un aceite, en forma cuantitativa mediante el empleo del viscosímetro universal.


− Viscosidad: tipos y características


Equipo Material

Sustancias utilizadas:Agua potableMuestra de petróleo crudoGasolina comercial

Viscosímetro saybolt universalTermómetro de 110°CSoporte universalMatraz saybolt de 60mlPinzas para buretaVarilla de maderaCronómetroDos vasos de precipitado de 600mlLimpia tubos


− Llenar el tanque del viscosímetro con agua por el orificio sin tubo, hasta que la superficie libre del líquido quede a cuatro centímetros de profundidad.

− Cubrir los tubos orificio para no contaminar el crudo con agua.− Seleccionar el tubo orificio: para aceites ligeros se escogen los tubos delgados, para

aceites pesados los tubos grandes.− Lavar varias veces con gasolina el tubo orificio a utilizar, ayudándose de un limpiador

accionándolo con movimientos verticales hacia arriba y hacía abajo para eliminar impurezas.

− Cerrar el orificio interior con el tapón.− Llenar con petróleo crudo el tubo orificio hasta el ras.− Fijar la tira de madera al soporte universal con las pinzas para bureta.− Colgar los termómetros en la varilla de madera e introducirlos uno en el agua y otro en el

petróleo crudo, sin que toquen las paredes metálicas.− Conectar y encender el viscosímetro.− Abajo del tubo orificio colocar el matraz saybolt.− Retirar el tapó inferior del viscosímetro de un solo tirón firme y seguro, arrancando

simultáneamente un cronómetro y medir el tiempo, hasta el aforo del matraz saybolt. − Colocar el mismo aceite en el tubo orificio para realizar otra medición a diferente

temperatura, el matraz se debe escurrir, no lavarse.− Registrar a diferentes temperaturas el tiempo de escurrimiento.

T [°C] 25 30 35 40 45 50

Tiempo (s) -- -- -- -- -- --

− Para 25 y 30°C colocar el control del viscosímetro en LM, que indica la posición en que se debe hacer funcionar el viscosímetro.

− Cuando el termómetro del agua marque 27°C, apagar el aparato y esperar que el termómetro del aceite marque 25°C.

− Retirar el tapón y anotar el tiempo de llenado del matraz, hasta la línea de aforo.− Encender el aparato y cuando marque 32°C el termómetro del agua, apagarlo.− Esperar a que el termómetro del aceite marque 30°C para hacer al medición del tiempo de

llenado.− Par 35 y 40°C colocar el control en M, para 45 y 50°C en H y operar en ambos casos en forma

similar a la descrita anteriormente.− De la ecuación de Hagen- Poiseuille:

− Pero corrigiéndola debido a que no llega a establecerse una distribución normal de

velocidades al desplazar el fluido.

PRÁCTICA 22

22. Destilación Engler

Objetivos

Realizar en forma adecuada y con las bases teóricas la destilación de un aceite crudo, obteniendo cuantificadamente los productos: gasolina, queroseno, diesel o gasoil y lubricante.


Destilación Petróleo Gasolina


Equipo Material


Muestra de petróleo crudo de 100ml

Caja para conservar calorTanque refrigeranteMatraz engler de 125mlTermómetro de 400°CSoporte universal con anilloPlaca de asbesto con orificio de 2 pgMechero de alta temperatura2 tapones de corcho(uno mediano y uno pequeño)4 probetas de 50mlProbeta graduada de 100ml1 bolsa de hielo


− Limpiar el tubo del tanque refrigerante, primero con gasolina, después con agua y jabón y finalmente se procede a secarlo.

− Medir en una probeta graduada 100ml de petróleo crudo.− Colocar el petróleo crudo el matraz para destilación.− Perforar un tapón de corcho grande de acuerdo al tamaño del diámetro del termómetro.− Perforar el tapón de corcho pequeño de acuerdo al diámetro del tubo lateral del matraz.− Meter el tapón de corcho grande en la parte superior del matraz de destilación.− Introducir el termómetro dentro del orificio del tapón grande de corcho.− La posición del termómetro debe ser al centro del cuello del matraz cuidando que el

bulbo del termómetro quede a la altura del tubo lateral del matraz.− Fijar el anillo en el soporte universal a la altura del mechero.− En el anillo colocar la placa de asbesto y sobre esta el matraz de destilación.− Meter el tapón de corcho pequeño en el tubo lateral del matraz de destilación.− Con el corcho pequeño unir el matraz y el tanque refrigerante.− Se utilizan los corchos como adaptadores y no deberán existir fugas de vapores durante

la destilación.− En uno de los orificios de la caja, atravesar la manguera del mechero. − Probar que el mechero funcione adecuadamente, si el mecanismo regulador se gira a la

derecha debe disminuir la flama y a la izquierda aumentará.− Llenar el tanque refrigerante con hielo.− Tapar los orificios de la puerta de la caja con estopa mojada para evitar fugas de calor.− Colocar la probeta en el tubo de salida del tanque refrigerante.− Medir y anotar la presión atmosférica.− Aplicar calor de manera uniforme de tal modo que la primera gota caiga entre los 5 y 10

primeros minutos de calentamiento.− Cuando cae la primera gota, se anota la temperatura inicial de ebullición (punto

inicial de evaporación).− Registrar cada 2ml de destilado las temperaturas correspondientes hasta alcanzar los

400°C.− Si la temperatura no aumenta, girar a la izquierda el regulador del mechero, no deben

haber descensos de temperatura.

− Anotar los volúmenes totales obtenidos para cada uno de los intervalos de temperatura que a continuación se indican.

− Gasolina: 0-200°C, probeta 1− Queroseno: 200-275°C probeta 2− Diesel: 275-325°C probeta 3− Lubricante: 325- 400°C, probeta 4.− A 200°C cambiar de probeta.− A 273°C retirar el hielo.− A 275°C cambiar nuevamente de probeta.− A 325°C efectuar el último cambio de probeta.− A 390°C dejar quemar con flama baja para que cristalice el asfalto contenido en el

matraz.− La máxima temperatura observada en el termómetro, cuando el último vapor sale se toma

como punto final de ebullición.− Preparar un líquido con propiedades parecidas al Thiner: 40ml de Benceno, 60ml de

tolueno y 10ml de acetona.− Limpiar con Thiner y arena el matraz y el material utilizado.− Corregir cada temperatura registrada con la ecuación de Sidney Young:

°T= 0.00012 (760-P) (273+T) Tcorr = T + °T

P. Presión atmosférica a que se realiza la prueba (mm de Hg).T. Temperatura medida (°C).°T. Valor de corrección por temperatura (°C).Tcorr. Temperatura corregida (°C)

− Construir una gráfica de volumen vs. Temperatura corregida. (ver gráfica III.2)

CLASIFICACIÓN DEL PETRÓLEO CRUDO

− Factor de caracterización K. (Kuop-K Unknown Oil Product). Sirve para saber el tipo de hidrocarburos predominante que se obtiene en la destilación y estimar su calidad de uso.

− De la gráfica III.2, calcular al área bajo la curva con la ecuación de 1/3 de Simpson, según se anota.

AREA = (h/3) x (V1 + 4 x Vpar + 2 x Vimpar + Vn)

Donde:h. intervalo entre los valores del eje xV. valores del eje Y.V1. Temperatura al volumen inicial.Vpar. Suma de temperaturas correspondientes a los volúmenes pares.Vimpar. Suma de temperaturas correspondientes a los volúmenes impares.Vn. Temperatura correspondiente al volumen final.

− Calcular la temperatura promedio d destilación dividiendo el área calculada entre los 100

cm3, que es el volumen de muestra de crudo que se utiliza:

__ AREA (°C x cm3) __ ___ T (°C) = 100cm3 T (R°) = T + 460

− Calcular el factor de caracterización K:

Kuop=√T (° R)pr

Dónde:

Kuop: Factor de caracterización K.T: temperatura media de destilación (°R)

pr: Densidad relativa del crudo a condiciones estándar (adim).

Rangos de clasificación de acuerdo al factor K.12.0 < K Parafinico normal (saturados y de cadena abierta).11.1 <K < 12 Oleofinico.10.1 <K < 11 Nafténico (cíclico saturado). K < 10 Aromático (derivado del benceno).

PRÁCTICA 23

23. Densidad de los destilados.

Objetivos

Determinar la densidad de los destilados primarios mediante un picnómetro.


Densidad Tipos de densidad


Equipo Material

Balanza analíticaSustancia utilizadas:Una muestra de destilados (gasolina, queroseno, diesel y lubricante).

Picnómetro de 10mlVidrio de relojVaso de precipitado de 200mlAgua destilada


− Calibrar la balanza.− Realizar cuatro pesadas:

W1: Pesar el picnómetro vacío. W2: Llenar el picnómetro con agua destilada y pesarlo. W3: Quitar aproximadamente un centímetro cúbico de agua al picnómetro y pesarlo. W4: Al agua que quedó en el picnómetro agregarle destilado hasta su llenado y pesarlo nuevamente.

− Para los siguientes productos, queroseno, diesel y lubricante, se realiza únicamente la última pesada.

− Después de pesar cada producto el picnómetro se debe limpiar por dentro con una estopa.− Si el picnómetro se moja exteriormente con cualquier destilado es necesario limpiarlo ya

que se puede pegar al vidrio de reloj de la balanza.− Sacar el picnómetro después de llenar o de vaciar total o parcialmente su contenido.− Calcular la densidad relativa con la siguiente fórmula:

Pr = p destilado P agua

Pr = m dest / v dest M agua / v agua

Pr = m dest v agua M agua v dest

− Como el volumen del picnómetro lleno de agua es igual al volumen del picnómetro lleno de muestra de destilado:

V dest = V agua Pr = m dest m agua Pr = m dest g m agua g Pr = W dest W agua

Pr = W dest +pic+agua –W pic casi lleno de agua W pic lleno de agua – W pic casi lleno de agua

Densidad Relativa = W4 -W3 W2-W3

PRÁCTICA 24

24. Punto de inflamación e Ignición.

Objetivos

Determinar el punto de inflamación e ignición de un aceite crudo.


Punto de inflamación Punto de ignición Copa de Cleveland


Equipo Material

Una línea de gasSustancias utilizadas:Una muestra de petróleo crudo

Soporte universal con anilloUna copa de ClevelandPinzas para buretaTermómetroMechero bunsenTubo de vidrio pequeñoManguera de neopreno


− Llenar con petróleo crudo la copa hasta la marca interior.− Eliminar de burbujas de aire la superficie de la muestra.− Fijar el anillo en el soporte universal a la altura del mechero bunsen.− Colocar la copa de Cleveland sobre un disco de asbesto para obtener incrementos de

temperatura uniformes y ambos sobre el anillo.− Colocar las pinzas para bureta en el soporte universal.− Sostener el termómetro por la parte superior con las pinzas para bureta y sumergirlo en la

muestra de aceite de manera que el bulbo quede a 0.5cm aproximadamente del fondo de la copa.

− Conectar un extremo de una manguera de neopreno a la línea de gas y en el otro el tubo pequeño de vidrio.

− Regular la flama del tubo pequeño con la válvula de la línea de gas a un diámetro de 3 a 4mm.

− El mechero bunsen ya encendido, se coloca debajo de la copa de Cleveland.− Calentar la copa a 5°C/minuto, aproximadamente.− Cuando la muestra tenga una temperatura de 150°C, se calienta a razón de 2°C/minuto.− Pasar la flama cada 2°C a través del centro de la copa en forma diametral y paralela a la

superficie libre del aceite en un segundo hasta el primer flamazo.− El primer flamazo será el punto e inflamación, debiéndose anotar la temperatura a la que

presenta.− Seguir calentando y aplicar la flama hasta que la muestra arda mínimo 5 segundos,

anotar la temperatura en ese momento, pues constituirá el punto de ignición.

− Agregar 5°C a las temperaturas por corrección barométrica.− Realizar 3 mediciones y obtener su promedio.

PRÁCTICA 25

25. Coeficiente de dilatación.

Objetivos

Obtener el coeficiente de dilatación de un aceite utilizando un densímetro para medir su densidad a diferentes temperaturas.


Dilatación y antecedentes. Formula que indica la disminución de la densidad del aceite crudo al aumentar la temperatura.


Equipo Material


Muestra de petróleo crudoAgua potable

Soporte universalDensímetroParrilla eléctricaTermómetro2 vasos de precipitado de 600ml1 probeta de 100ml1 recipiente


− Llenar el recipiente con agua potable.− Llenar la probeta con petróleo hasta una altura aproximada de 5cm abajo del borde de la misma.− Sumergir con cuidado el densímetro en el crudo y dejar que flote libremente.− Con un pedazo de papel eliminar las burbujas de aire pegadas al densímetro, este no debe de

tocar el fondo ni las paredes de la probeta.− Introducir la probeta con aceite en el recipiente con agua.− Colocar el vaso con su contenido en la parrilla.− Para hacer la lectura de densidad debe coincidir las superficies del líquido y la graduación del

densímetro.− Dejar el termómetro unos 10 segundos para que se estabilice.− Anotar la temperatura en el momento de la prueba.− Sin encender la parrilla, a la temperatura ambiente (Ti) medir su densidad (pi) y anotarla.− Realizar las mediciones de la densidad del crudo incrementando la temperatura desde 20°C hasta

50°C, cada 5°C.− Obtener el coeficiente de dilatación cúbica para cada uno de los intervalos de temperaturas

seleccionados.

i = Pi - Pf Pf x (Tf-Ti) Donde:Pi: Densidad a la temperatura ambiente.Pf: Densidad medida a una temperatura mayor de la ambiente.

Tf: Temperatura de medición de la densidad final del intervalo (°C).Ti: Temperatura ambiente (°C).

− Con la siguiente fórmula calcular el coeficiente de dilatación cúbica promedio del aceite crudo:

PRÁCTICA 26

26. Punto de anilina.

Objetivos

Determinar el punto de anilina en destilados de aceites crudos.


Punto de anilina y antecedentes. Índices de diesel. Índices de cetano.


Equipo Material


Agua potable 2000mlAnilina 5mlMuestra de destilado 5ml

Soporte universalPinzas para buretaTubos de ensaye concéntricos con un agitador helicoidalTermómetro de 110°CVaso de precipitado de 2000ml2 telas de alambre1 parrilla eléctrica1 probeta de 10ml


− Colocar la parrilla cerca del soporte.− Llenar el vaso con agua potable y colocarlo sobre la parrilla.− Fijar las pinzas para bureta en el soporte universal.− Sostener en el soporte universal los tubos concéntricos con las pinzas para bureta, sin

presionarlos.− Introducir los tubos concéntricos dentro del agua contenida en el vaso de precipitado.− Introducir el termómetro dentro del agitador helicoidal que debe de estar colocado en el tubo

interior de los dos tubos concéntricos.− Colocar 5ml de la gasolina destilada en el tubo interior.− Agregar 3ml de anilina y agitar.− Se enciende la parrilla para incrementar la temperatura.− Agitar continuamente con el agitador helicoidal la mezcla, donde se observará turbidez y se

continuará agitando hasta que la turbidez desaparezca.− Cuando sea una mezcla homogénea agregar un mililitro de anilina y volver a agitar.− Esperar a que se incremente la temperatura.− Cuando sea una mezcla homogénea agregar otro mililitro de anilina.− Cuando la mezcla sea homogénea la temperatura que registre corresponderá al punto de anilina.− Lavar el tubo especial y repetir la secuela posteriormente con los destilados de diesel y

queroseno.

PRÁCTICA 27

27. Determinación de agua y sedimento.

Objetivos

Determinar el contenido de agua y sedimento de una muestra de aceite.


Aceite y características.


Equipo Material

CentrífugaSustancias utilizadas:Muestra de aceite crudo 50mlBenceno 50mlDesemulsificante 2mlAgua destilada 100ml

2 tubos california2 tapones de plástico1 baño maríaAccesorios para la centrifuga


− Agitar vigorosamente la botella de muestra de aceite crudo.− Colocar en un tubo california, el aceite hasta la marca de 50 ml y adicionar el benceno

hasta la marca de los 100ml.− Agregar 3 gotas del desemulsificante.− Tapar el tubo california con el tapón de plástico y agitarlo manualmente, hasta lograr

homogeneidad en la mezcla.− Destapar el tubo y sumergirlo en posición vertical en un baño maría a 50°C, durante

10min.− Sacarlo del baño, taparlo de nuevo e invertirlos momentánea y cuidadosamente para

asegurarse que el aceite y el benceno se mezclen uniformemente.− Colocar el tubo california con la mezcla en un porta tubo y meterlo a la máquina

centrífuga.− Llenar el otro tubo california con agua destilada, taparlo, colocarlo dentro del porta tubo

e introducirlo a la centrífuga en posición diametralmente opuesta a la del que contiene la muestra.

− Centrifugar durante 15min a 1250 rpm, velocidad que debe alcanzarse en un tiempo de 2min.

− Calcular el contenido de agua como porciento en volumen multiplicando por 2 la lectura del volumen centrifugado de agua.

− Calcular el contenido de sedimentos como proporción en volumen multiplicando también por dos la lectura, en mililitros, del volumen centrifugado de sedimentos.

− La determinación se debe repetir en otra muestra para obtener y reportar su promedio.

PRÁCTICA 28

28. Determinación de agua por destilación.

Objetivos

Determinar el contenido de agua de materiales bituminosos, por destilación con un solvente volátil y miscible en agua.


Materiales bituminosos


Equipo Material

Sustancias utilizadas:Muestra del aceite crudo que contiene agua 100mlBenceno 100ml

1 matraz redondo de fondo plano de 500ml1 trampa de destilación graduada de 10ml1 refrigerante recto1 parrilla eléctrica1 mechero bunsenPerlas de vidrio


− Agitar el recipiente donde se encuentre la muestra para que el agua se emulsione con el aceite.− Medir en la probeta, 100ml de muestra y vaciarla totalmente al matraz redondo de fondo plano.− Enjuagar la probeta con 4 porciones de 25ml de benceno y vaciarlo en el matraz.− Agregar perlas de vidrio al matraz para regular la emulsión.− Armar el aparato y unir las puntas esmeriladas.− El tubo interior del refrigerante y la trampa deben de estar limpios para asegurar el libre

escurrimiento del agua hasta el fondo de la trampa.− Conectar la manguera al refrigerante y abrir la llave de agua.− Aplicar calor al matraz, ajustar la ebullición con el reflujo de 2 a 5 gotas por segundo.− Continuar la destilación hasta que no se vea agua en ninguna parte del aparato excepto en la

trampa.− Si hay un anillo de agua en el refrigerante, aumentar la velocidad de destilación o cerrar la llave

del agua unos minutos.− Una vez que se encuentra destilada toda el agua, suspender el calentamiento y permitir que todo

el aparato se enfríe a la temperatura ambiente.− Leer el volumen de agua en la trampa.− Reportar el agua en la muestra como porciento en volumen con la siguiente fórmula:

Agua % en vol. = vol. De agua en la trampa X 100 Vol. De muestra

PRÁCTICA 29

29. Determinación del contenido de sal.

Objetivos

Determinar el contenido de sal en un aceite crudo


Sal y características Cloruro de magnesio Cloruro de hidrógeno Proceso de centrifugación


Equipo Material

Sustancias utilizadas:Muestra de aceite que contiene agua 35mlÁcido nítrico 3mlSolución valorada de nitrato de plata 50mlIndicador fenolftaleína 3mlBenceno 70mlEtanol al 95% 45mlPropanona 30mlAgua destilada 40ml

2 tubo de centrifugación2 tapones de hule1 parrilla eléctrica1 pipeta1 máquina centrífuga con sus accesorios 1 soporte universalPinzas para buretaBureta graduada de 50ml1 matraz Erlenmeyer de 300ml


− Agitar la muestra 5 minutos.− En un tubo de centrifugación colocar 25ml de aceite crudo.− Agitar vigorosamente y agregar 40ml de agua destilada hirviendo.− Colocar la mezcla en una centrifuga.− Centrifugar durante 10min a 1200 rpm.− Extraer con la pipeta 20ml del agua del tubo de centrifugación.− Agregar 3 gotas de acido nítrico diluido y 3 gotas del indicador fenolftaleína.− Titular con la solución valorada de nitrato de plata hasta que el color vire a rosa permanente.− Calcular el contenido de sal en el aceite crudo así:

1b NaCl/1000 B1 = ml de AgNO3 X N de AgNO3 X 2049.

OTRO PROCEDIMIENTO

− Medir 1 ml de muestra de agua centrífuga. − Colocar al muestra en el matraz Erlenmeyer.− Diluir hasta 20ml y agregar 0.5ml del indicador cromato de potasio.− Titular con la solución valorada de nitrato de plata hasta que el color vire a rosa permanente.− La salinidad del agua se calcula así:

Ppm de NaCl = ml de nitrato X N del nitrato X 58.5 X 1000MEZCLA DESALADORA

Mezclar 70ml de benceno con 45ml de etanol al 95% y 30ml de propanona.

PRÁCTICA 30

30. Gomas y oxidados.

Objetivos

Determina el residuo no volátil de la gasolina.


Gomas y oxidados del petróleo Hidrocarburos cíclicos Gasolina de cracking térmico


Equipo Material

1 balanza analíticaEstufaSustancias utilizadas:Muestra de gasolina 50ml

Cápsula constituida de cobre electrolítico y de forma semiesférica de 8cm de diámetro y de 125ml de capacidadVidrio de relojDesecadorProbeta de 50ml


− Medir 50ml de muestra en una probeta graduada.− Lavar la cápsula con líquido para limpiar metales.− Secarlas a una temperatura de 100 a 105°C para evitar la humedad.− Pesar la cápsula y su valor será Po.− Colocarle 50ml de gasolina y evaporar a sequedad en baño maría durante 30min. A 100-105°C y

luego pasarla al desecador por espacio de 15mmin.− Pesar la cápsula con el residuo y su valor será P1.− Obtener la cantidad de gomas y oxidados así:

Gomas y oxidados= 2(P1-Po) (mg/100cm3 ¿ .

PRÁCTICA 31

31. Índice de viscosidad.

Objetivos

Aplicar lo aprendido en la determinación de la viscosidad de un petróleo , para obtener el índice de viscosidad de un lubricante.


Índice de viscosidad Características de los lubricantes Características de los aceites Valores de viscosidad cinematica


Equipo Material

Sustancias utilizadas:DieselMuestra de lubricante

Viscosímetro saybolt universal2 termómetros de 110°CMatraz saybolt de 60mlSoporte universalPizas para buretaVarilla de maderaCronometroProbeta de 100mlLimpia tubos


− Llenar el tanque del viscosímetro saybolt con diesel que es el medio de calentamiento, ya que el agua evapora a los 80°C y el diesel no.

− Cuidar que el diesel no caiga en el tubo orificio.− En la probeta colocar el lubricante.− Seleccionar el tubo orificio, los gruesos serán para aceites pesados y los delgados para aceites

ligeros.− Lavar con gasolina el tubo orificio que se va a utilizar con ayuda de un limpia tubo.− Secar el tubo orificio.− Colocar el tapón en el orificio inferior del tubo utilizado.− Llenar el tubo orificio con lubricante.− Fijar las pinzas en el soporte a una altura de 8cm arriba del viscosímetro.− Sujetar horizontalmente la varilla de madera con las pinzas para buretas.− Sostener los termómetros en la varilla de madera.− Colocar los termómetros, uno en el diesel y otro en el lubricante. Encender el viscosímetro.− Colocar el matraz saybolt abajo del tubo con orificio con lubricante.− Cuando el termómetro que esta en el diesel, marque 40°C, apagar el aparato, esperar a que el

termómetro que esta en el lubricante llegue a 38°C.

− Retirar el tapón del orificio inferior y medir el tiempo que tarda el lubricante hasta el aforo del matraz.

− Cuando se realice lo anterior, encender el viscosímetro, llenar otra vez el tubo orificio con lubricante.

− Colocar el matraz debajo del tubo orificio.− Cuando el termómetro en el diesel marque 100°C, apagar el viscosímetro y esperar que el

lubricante llegue a 98°C.− Quitar el tapón, medir el tiempo de llenado hasta el aforo del matraz.

Realizar un registro de tiempos de aforo:T diesel T lubr. Tiempo de escurrimiento

(°C) (°C) (Segundos)

40 38 U 100 98 V

Calcular el índice de viscosidad con la siguiente formula:

Índice de viscosidad= L – U X 100 L-H Donde: H.High. viscosidad cinemática en cSt a 40°C de un aceite de I.V.= 0 que tiene la misma viscosidad a 100°C que la del aceite cuyo I.V. se desea calcular. L. Low. Viscosidad cinemática en cSt a 40°C de un aceite de I.V.= 100 que tiene la misma viscosidad a 100°C que la del aceite cuyo I.V. se desea calcular. U. Unknow. Es el tiempo de escurrimiento a 40°C, con éste se obtiene la viscosidad cinemática en cSt a 40°C. V. Unknow. Es el tiempo de escurrimiento a 100°C, con este se obtiene la viscosidad cinemática en cSt a 40°C.

Los valores de L y H se calculan con las siguientes fórmulas:

L = 0.216 U 2 + 12.07 U – 721.2H = 0.0408 V 2 + 12.568 V – 475.4

PRÁCTICA 32

32. Punto de escurrimiento.

Objetivos

Determinar el punto de escurrimiento de un lubricante.


Punto de escurrimiento Aceites lubricantes Temperatura Aceites parafínicos


Equipo Material

Muestra de lubricanteBolsa de hieloBolsa de sal

Vaso de precipitado de 600mlTubo de ensayoTermómetro de 100°C


− En un vaso de 600ml colocar capas alternadas de poco espesor de hielo y sal, hasta llenar el vaso.

− Llenar el tubo de ensaye hasta la mitad con lubricante.− Introducir el tubo de ensaye con lubricante en el vaso con hielo.− Colocar el termómetro en el tubo con lubricante.− Girar en ambos sentidos el vaso, durante algunos segundos para que sea rápido el enfriamiento.− Extraer el tubo de ensaye del vaso, inclinarlo para observar si escurre el lubricante.− Cuando ya no afloja el lubricante, se anota su temperatura.− Esta temperatura es la del punto de escurrimiento.− Realizar como mínimo tres pruebas para obtener su promedio.

PRÁCTICA 33

33. Determinación del régimen de flujo en una tubería.

Objetivos

Visualizar la trayectoria de las partículas del fluido.

Observar los límites del flujo laminar y turbulento.


Línea de flujo. Línea de corriente. Flujo laminar. Flujo turbulento. Ecuación de continuidad. Experimento de Reynolds.


Equipo Material

Aceite como fluido de trabajo. Tubería recta de PVC transparente

con diámetro nominal de 1” y ½”. Bomba de engranes helicoidales con

control de velocidad angular, construcción impermeable y potencia máxima de 2 Hp (1.5 kW).

Tanque de suministro de aceite con capacidad de 70 litros.

Dispositivo electrónico de medición de flujo con intervalo de trabajo de 4 a 40 GPM (15 a 150 l/min).

Medidor de presión diferencial de 0 a 25 psid (0 a 700 inH2O).

Medidor de presión manométrica en descarga de la bomba.

Medidor de presión manométrica en succión de la bomba.

Probeta. Cronómetro. Aceite de mayor densidad que

funcione como trazador.


− Configuración del sistema: − Obtener el diámetro interno de la tubería transparente de experimentación. − Abrir la válvula V21 o V22 que selecciona la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una

de las líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo pase únicamente por la línea seleccionada.

− Asegurar que la válvula de regulación de flujo VC2 se encuentren abierta al 100% y la VC1 al 50%. − Abrir la válvula V6 que permite alinear la bomba B4. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.

− En este experimento será necesaria la separación del trazador que contamina al fluido de proceso. Esto se logra almacenando el fluido de retorno en el tanque No. 3 y posteriormente utilizar la línea de purga para separar por densidades el fluido de trazado.

− Deberá vigilar el nivel de líquido del tanque de succión No.1. Cuando detecte un nivel por debajo del 50%, deberá agregar aceite cuidando de no sobrepasar la capacidad máxima del tanque.

− Operación: − Active la operación de la bomba con el botón verde etiquetado “Bomba 4” localizado en el tablero

de control. − En el variador de velocidad No.2, ajuste la frecuencia de salida a 20 Hz e inicie la operación de la

bomba. − Ajuste el gasto a 1 l/min a través de la variación de apertura de la válvula de regulación VC1. − Cada vez que realice un movimiento de válvulas en el sistema, verifique que la presión de descarga

de la bomba sea menor a 25 psi. − Cuando haya ajustado el gasto deseado, abra la válvula V12 y cierre la válvula V8. Esto envía el

flujo de retorno al tanque de almacenamiento 3. − Inyectar algunas gotas del trazador en la corriente. − Se visualiza el tipo de flujo: − Para gastos pequeños se deberá visualizar un hilo del trazador a lo largo del tubo indicando un flujo

laminar. − Cuando ya no es posible observar el hilo del trazador se alcanzará un flujo turbulento.

− Modifique la apertura de la válvula de regulación (VC1) para ajustar un nuevo flujo (considere incrementos de gasto de 1 l/min).

− Determine en forma manual los gastos a través de una probeta y un cronómetro. Realice tres mediciones para obtener un promedio y con este valor calcule la velocidad media del flujo aplicando la ecuación de continuidad. (En este paso deberá cambiar de forma simultánea el estado de las válvulas V12 y V13 para tener acceso a la medición manual).

− Aplique nuevamente el procedimiento hasta alcanzar un gasto máximo de 10 l/min. − Apagado − Mantenga el flujo tiempo suficiente para eliminar los residuos del trazador inyectado. − Abra la válvula VC1 al 100%. − Apague la bomba con el botón de paro del variador de velocidad correspondiente. − Desactive la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 4” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 34

34. Determinación del factor de fricción en tuberías rectas.

Objetivos

Manejo de las ecuaciones asociadas a la caída de presión en tuberías.

Determinación del factor de fricción en tuberías de PVC.

Determinación del coeficiente de rugosidad relativa en tuberías de PVC.


Ecuación de Darcy-Weisbach. Factor de fricción. Diagrama de Moody. Rugosidad. Ecuación de Colebrook-White. Ecuación de Hazen-Williams.


Equipo Material

Circuito de flujo Aceite como fluido de trabajo. Dos tubos rectos de diferentes

diámetros e igual longitud experimental, teniendo cada uno tres tomas para medir la presión.

Tubería de PVC transparente con diámetro interno de 26.64 mm (1”).

Tubería de PVC transparente con diámetro interno de 15.80 mm (½”).

Bomba de engranes helicoidales con control de velocidad angular, construcción impermeable y potencia máxima de 2 Hp (1.5 kW).



Medidor de presión diferencial de 0 hasta 700 inH2O.


Medidor de presión manométrica para succión de la bomba.


− Configuración del sistema − Obtener el diámetro interno de la tubería de experimentación. − Registrar la distancia de separación entre los puntos de toma de presión a lo largo de la tubería.

− Conectar el medidor de presión diferencial entre dos tomas de presión a lo largo de la tubería, asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor.

− Abrir la válvula de selección de la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una de las líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo pase únicamente por la línea seleccionada.

− Abrir las válvulas V6 que permiten alinear la bomba de engranes helicoidales B4. − Asegurar que la válvula VC1 de regulación de flujo se encuentre abierta al 100% y la válvula VC2 al

50%. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.

− Operación − Active la operación de la bomba con el botón verde etiquetado “Bomba 4” localizado en el tablero


bomba. − Ajuste el gasto en la línea de interés a través de la variación de apertura de la válvula de regulación

VC2 (recirculación). − Cerrar la válvula igualadora del medidor de presión diferencial. − Registrar las lecturas de presión diferencial y el gasto generado en el sistema. − Abra la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial. − Cambie las tomas de presión a otro par de puntos y regrese al paso k) hasta cubrir con todas las

combinaciones de las tomas de presión en la línea de interés. − Modifique la apertura de la válvula de regulación VC2 para ajustar un nuevo flujo. Realice desde el

paso k) hasta obtener grupos de datos para cinco gastos diferentes en el intervalo 0 – 50 l/min. (Calcule la velocidad del fluido en cada tubería a través de la ecuación de continuidad y asegúrese de no rebasar los 5 m/s).

− Abra la válvula de regulación de gasto VC2 al 50%. − Realice nuevamente el procedimiento para una tubería de diferente diámetro.

− Para el caso donde no sea posible alcanzar un mayor gasto cerrando por completo la válvula de regulación VC2, abra la válvula VC2 al 50% y modifique la frecuencia a 55 Hz en el variador de velocidad.

− Para el caso donde no sea posible alcanzar un menor gasto abriendo por completo la válvula de regulación VC2, abra la válvula VC2 al 100% y ajuste únicamente la válvula de regulación VC1 para alcanzar el gasto deseado.

− Siempre observe la lectura del medidor de presión a la descarga de la bomba. − Asegúrese de trabajar por debajo de 30 psi. − El sistema está construido para trabajar sin problema hasta 60 psi. En caso de cerrar accidentalmente

una válvula que provoque una sobrepresión, el sistema se apagará de forma automática. − Apagado − Abra la válvula VC1 y VC2 al 100%. − Apague la bomba con el botón de paro del variador de velocidad correspondiente. − Desactive la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 4” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 35

35. Pérdida de carga en accesorios de tuberías.

Objetivos


Determinación de la longitud equivalente de tubería recta para diferentes accesorios.




Equipo Material

Circuito de flujo Aceite como fluido de trabajo. Tubería con accesorios. Reductor concéntrico 1” a ½”. Derivación Y en ½”. Codo de 45° en ½”. Codo de 90° en ½”. Derivación T en ½”. Ampliación concéntrica ½” a 1”. Derivación Y en 1”. Codo de 45° en 1”. Codo de 90° en 1”. Derivación T en 1”. Bomba de engranes helicoidales con

control de velocidad angular, construcción impermeable y potencia máxima de 2 hp (1.5 kW).





− Configuración del sistema − Obtener diámetro interno de cada accesorio utilizado. − Conectar el medidor de presión diferencial en las tomas de presión en los extremos del primer

accesorio, asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor.

− Abrir las válvulas V27, V28, V29 y V30 que habilitan la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una de las líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo pase únicamente por la línea seleccionada.

− Abrir la válvula VC1 de regulación de flujo al 100% y la válvula VC2 al 50% − Abrir la válvula V6 que permite alinear la bomba de engranes B4. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.



bomba. − Ajuste el gasto en la línea de interés a través de la variación de apertura de la válvula de regulación

VC2 (recirculación). − Cerrar la válvula igualadora del medidor de presión diferencial. − Registrar las lecturas de presión diferencial y el gasto generado en el sistema. − Abra la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial. − Cambie las tomas de presión a los extremos de otro accesorio. − Cuando haya terminado con todos los accesorios modifique la apertura de la válvula de regulación

VC2 para ajustar un nuevo flujo. Obtenga grupos de datos para cinco gastos diferentes en el intervalo 0 – 50 l/min. (Calcule la velocidad del fluido en cada accesorio a través de la ecuación de continuidad y asegúrese de no rebasar los 5 m/s).

− Para el caso donde no sea posible alcanzar un mayor gasto cerrando por completo la válvula de regulación VC2,

− abra la válvula VC2 al 50% y modifique la frecuencia a 60 Hz en el variador de velocidad. − Para el caso donde no sea posible alcanzar un menor gasto abriendo por completo la válvula de

regulación VC2, abra la válvula VC2 al 100% y ajuste únicamente la válvula de regulación VC1 para alcanzar el gasto deseado.

− Siempre observe la lectura del medidor de presión a la descarga de la bomba. Asegúrese de trabajar por debajo de 30 psi.

− El sistema está construido para trabajar sin problema hasta 60 psi. En caso de cerrar accidentalmente una válvula que provoque una sobrepresión, el sistema se apagará de forma automática.

− Recuerde cerrar la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial para realizar la medición.

− Recuerde abrir la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial para realizar cambios de puntos de interés.

− Las válvulas V27 y V28 o V29 y V30 se utilizan para observar las caídas de presión correspondientes a los dos caminos que ofrecen las derivaciones Y y T.

− Apagado − Abra la válvula VC1 y VC2 al 100%. − Apague la bomba con el botón de paro del variador de velocidad correspondiente. − Desactive la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 4” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 36

36. Pérdida de carga en válvulas de control.

Objetivos


Determinar el coeficiente de descarga de cada válvula en función del gasto.


Definición de válvulas de control. Tipos de válvulas de control. Caída de presión generada por válvulas de control. Definición del Cv de una válvula.


Equipo Material

Circuito de flujo Aceite como fluido de trabajo. Válvula de control de flujo tipo

compuerta en 1”. Válvula tipo bola en 1”. Válvula de control de flujo tipo

compuerta en ½”. Válvula tipo bola en ½”. Bomba de engranes helicoidales de

construcción impermeable de 2 hp (1.5 kW).







− Configuración del sistema − Abrir las válvulas de control V23 y V24 al 100% y cerrar la correspondiente a cada una de las líneas

en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo pase únicamente por la línea seleccionada.

− Conectar el medidor de presión diferencial en los extremos de la válvula de compuerta V23 asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor.

− Abra la válvula VC1 de regulación de flujo al 100% y la válvula VC2 al 20% − Abrir la válvulas V6 que permiten alinear la bomba de engranes helicoidales B4. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.


de control.

− En el variador de velocidad No.2, ajuste la frecuencia de salida a 40 Hz e inicie la operación de la bomba.

− Observe el gasto de aceite en el sistema y reajuste la frecuencia en el variador entre 15 y 55 Hz para alcanzar el gasto deseado.

− Cerrar la válvula igualadora del medidor de presión diferencial. − Registrar las lecturas de presión diferencial y el gasto generado en el sistema. − Modifique la apertura de la válvula de experimentación (100%, 80%, 60% y 40%) y obtenga grupos

de datos de cinco gastos diferentes en el intervalo 0 – 30 l/min para cada apertura. − Abra la válvula V23 y V24 al 100%. − Abra la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial y repita el experimento con

la válvula de de bola V24. − Repita el experimento con las válvulas en la línea de ½”; V25 y V26.

− No deberá continuar cerrando la válvula de control de experimentación cuando alcance valores de 650 inH2O ya que puede dañar el sensor de presión diferencial.

− El sistema está construido para trabajar sin problema hasta 60 psi. En caso de cerrar accidentalmente una válvula que provoque una sobrepresión, el sistema se apagará de forma automática.

− Recuerde de cerrar la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial para realizar la medición.

− Recuerde abrir la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial para realizar cambios de puntos de interés.

− Apagado − Abra la válvula VC1 al 100%. − Apague la bomba con el botón de paro del variador de velocidad correspondiente.

− Desactive la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 4” localizado en el tablero de control.

PRÁCTICA 37

37. Curva característica de bombas hidráulicas.

Objetivos

Construir la curva característica de cada bomba. Determinar la Carga Neta de Succión Positiva Disponible (NPSH). Determinar la eficiencia del sistema motor-bomba.


Definición, constitución y principio de operación de una bomba hidráulica. Clasificación de bombas hidráulicas. Curva característica de una bomba de desplazamiento positivo. Definición de presión y sus unidades. Conceptos de presión absoluta y manométrica. Conceptos de potencia eléctrica y potencia hidráulica. Consumo energético de un motor trifásico y energía transmitida a un fluido a través de una bomba

hidráulica. Material y equipo a emplear

Equipo Material

Circuito de flujo Aceite como fluido de trabajo. Tubería recta de PVC con diámetro

interno de 24.31 mm. Bombas de desplazamiento positivo

de construcción impermeable con motor de 2 hp.






− Configuración del sistema − Abrir la válvula V21 de selección de la línea de 1” y cerrar la correspondiente a cada una de las

líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo únicamente pase por la línea seleccionada.

− Asegurar que la válvula VC1 de regulación de flujo se encuentre abierta al 100% y la válvula de regulación de flujo VC2 completamente cerrada.

− Abrir las válvulas V1 y V3 que permiten alinear la bomba B1. − Cierre las válvulas de salida de las otras bombas. − Abrir válvula V7 y V8 para succión y retorno de Tanque No.1. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.



bomba. − Registrar el gasto, presión de succión, presión de descarga y calcular el NPSH, la potencia

consumida por el motor y la potencia transmitida al fluido. − Ajustar la apertura de la válvula VC1 para incrementar la presión de descarga de la bomba en 5 psi.

Nunca deberá rebasar el valor máximo de 4 kg/cm2 (58 psi) ya que existen módulos de protección por presión.

− Repita el procedimiento ajustando una nueva frecuencia en el variador de velocidad (No rebase la frecuencia máxima de la bomba).

− Nota: Recuerde que una bomba de desplazamiento positivo generará un gasto constante e incrementará la presión hasta el límite de protección de recirculación (4.5 kg/cm2) o paro de bomba por sobrepresión (4 kg/cm2).

− Paro: − Abra la válvula de regulación VC1 al 100%. − Apague la bomba con el botón de paro del variador de velocidad correspondiente. − Desactive la bomba con el botón rojo correspondiente localizado en el tablero de control.

− Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial. − Otras prácticas − Realizar una segunda práctica con la alineación de la bomba B3 en lugar de la bomba B1.

− Realizar una tercera práctica con la alineación de la bomba de desplazamiento positivo B4.

PRÁCTICA 38

38. Determinación del régimen de flujo en una tubería.

Objetivos

Visualizar la trayectoria de las partículas del fluido.

Observar los límites del flujo laminar y turbulento.


Línea de flujo. Línea de corriente. Flujo laminar. Flujo turbulento. Ecuación de continuidad. Experimento de Reynolds.


Equipo Material

Circuito de flujo: Agua como fluido de trabajo. Tubería recta de PVC transparente

con diámetro externo de 0.840 in (20.32 mm) y pared de 0.109 in (2.77 mm).

Bomba centrífuga con control de encendido S.P.S.T. de construcción impermeable de 0.4 hp (0.3 kW).

Tanque de suministro de agua con capacidad de 70 litros.

Tanque elevado con capacidad de 30 litros.

Dispositivos de medición de flujo (rotámetro) con intervalo de trabajo de 0.5 a 5 GPM (2 a 18 l/min).


Medidor de presión diferencial de 0 a 10 psid (0 a 277 inH2O).


Medidor de presión manométrica en succión de la bomba.

Probeta. Cronómetro.


− Configuración del sistema: − Obtener el diámetro interno de la tubería transparente de experimentación. − Abrir la válvula V27 de selección de la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una de las

líneas en paralelo, asegurando que el fluido enviado por el sistema de bombeo pase únicamente por la línea seleccionada.

− Asegurar que las válvulas de regulación de flujo (VC1 y VC2) se encuentren abiertas al 100%. − Alinear las válvulas V4 y V5 que permiten alinear la bomba centrífuga B2. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.

− Precaución: − En este experimento será necesaria la eliminación de la tinta utilizada. Esto se logra alineando el

dren del tanque elevado. Deberá ponerse atención al nivel de líquido del tanque bajo de succión. Cuando detecte un nivel por debajo del 50%, deberá agregar agua, cuidando de no sobrepasar la capacidad máxima del tanque.

− Operación: − Iniciar la operación de la bomba con el botón verde etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero

de control. − Cierre la válvula de regulación (VC2) al 50%. − Cada que realice un movimiento de válvulas en el sistema, verifique que la presión de descarga de la

bomba se encuentre entre 10 y 25 psi. − Ajuste la apertura de la válvula de regulación (VC1) hasta lograr un gasto de 1 l/min. − Inyectar algunas gotas de tinta en la corriente.

− Nunca deberá tratar de inyectar tinta en ninguna tubería, sin que el fluido por ese conducto tenga paso libre hasta un tanque de almacenamiento (presión menor a 15 psia). El dispositivo de inyección no está diseñado para presiones mayores a 20 psia.

− Se visualiza el tipo de flujo: − Para gastos pequeños se deberá visualizar un hilo de tinta a lo − largo del tubo indicando un flujo laminar. − Cuando ya no es posible observar el hilo de tinta se alcanzará un flujo turbulento. − Modifique la apertura de la válvula de regulación (VC1) para ajustar un nuevo flujo (considere

incrementos de gasto de 1 l/min). − Determine en forma manual los gastos a través de una probeta y un cronómetro. Realice tres

mediciones para obtener un promedio y con este valor calcule la velocidad media del flujo aplicando la ecuación de continuidad. (En este paso deberá estar cambiar de forma simultánea el estado de las válvulas V13 y V14 para tener acceso a la medición manual).

− Aplique nuevamente el paso m) hasta alcanzar un gasto máximo de 10 l/min. − Apagado − Mantenga el flujo tiempo suficiente para eliminar los residuos de la tinta inyectada. − Apague la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 39

39. Determinación del factor de fricción en tuberías rectas.

Objetivos


Determinación del factor de fricción en tuberías de PVC.

Determinación del coeficiente de rugosidad relativa en tuberías de PVC.




Equipo Material

Circuito de flujo Agua como fluido de trabajo. Cuatro tubos rectos de diferentes

diámetros e igual longitud experimental, teniendo cada uno cuatro tomas para medir la presión.

Tubería de PVC con diámetro interno de 32.46 mm (1 ¼”).

Tubería de PVC con diámetro interno de 24.31 mm (1”).

Tubería de PVC con diámetro interno de 18.85 mm (¾”).

Tubería de PVC transparente con diámetro interno de 15.80 mm (½”).

Bomba centrífuga con control de encendido S.P.S.T. de construcción impermeable de 0.4 hp (0.3kW).


Dispositivo de medición de flujo (rotámetro) con intervalo de medición de 0.5 a 5 GPM (2 a 18 l/min).

Dispositivo electrónico de medición

de flujo con intervalo de trabajo de 4 a 40 GPM (15 a 150 l/min).




Procedimiento a seguir Configuración del sistema

− Obtener el diámetro interno de la tubería de experimentación. − Registrar la distancia de separación entre los puntos de toma de presión a lo largo de la tubería. − Conectar el medidor de presión diferencial entre dos tomas de presión a lo largo de la tubería,

asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor. − Abrir la válvula de selección de la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una de las líneas

en paralelo, para − asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo únicamente pase por la línea seleccionada. − Abrir las válvulas V4 y V5 que permiten alinear la bomba centrífuga B2. − Asegurar que la válvula VC1 de regulación de flujo se encuentre abierta al 100% y la válvula VC2 al

50%. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.

− Operación − Iniciar la operación de la bomba con el botón verde etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero de

control. − Cerrar la válvula igualadora del medidor de presión diferencial. − Registrar las lecturas de presión diferencial y el gasto generado en el sistema. − Abra la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial. − Cambie las tomas de presión a otro par de puntos y regrese al paso i) hasta cubrir con todas las

combinaciones de las tomas de presión en la línea de interés. − Modifique la apertura de la válvula de regulación para ajustar un nuevo flujo. Realice desde el paso i)

hasta obtener grupos de datos para cinco gastos diferentes en el intervalo 0 – 60 l/min. (Calcule la velocidad del fluido en cada tubería a través de la ecuación de continuidad y asegúrese de no rebasar los 5 m/s).

− Abra la válvula de regulación de gasto VC1 al 100%. − Realice nuevamente el procedimiento para una tubería de diferente diámetro.

− No olvide cambiar de medidor de flujo cuando se alcanza 15 l/min. − Para el caso donde no sea posible alcanzar un mayor gasto, cierre cierto porcentaje la válvula de

recirculación VC2. − El sistema está construido para trabajar sin problema en caso de cerrar completamente la válvula

VC2. − Apagado − Abra la válvula VC1 al 100%. − Apague la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 40

40. Pérdida de carga en accesorios de tuberías.

Objetivos

Manejo de las ecuaciones asociadas a la caída de presión en tuberías. Determinación de la longitud equivalente de tubería recta que genera la misma caída de presión en diferentes accesorios.




Equipo Material

Circuito de flujo Agua como fluido de trabajo. Tubería con accesorios Reductor concéntrico 1” a ½”. Doble codo en 90° de ½”. Ampliación concéntrica ½” a ¾”. Doble codo en 90° de ¾”. Ampliación concéntrica ¾” a 1”. Derivación Y en 1”. Codo de 45° en 1”. Codo de 90° en 1”. Derivación T en 1”. Bomba centrífuga con control de

encendido S.P.S.T. de construcción impermeable de 0.4 hp (0.3kW).





Procedimiento a seguir Configuración del sistema

− Obtener diámetro interno de cada accesorio utilizado. − Conectar el medidor de presión diferencial en las tomas de presión de los extremos del primer

accesorio asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor.

− Abrir la válvula V32 que habilita la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una de las líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo únicamente pase por la línea seleccionada.

− Abra la válvula VC1 de regulación de flujo al 10% y la válvula VC2 al 50% − Abrir las válvulas V4 y V5 que permiten alinear la bomba centrífuga B2. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.


control. − Cerrar la válvula igualadora del medidor de presión diferencial. − Registrar las lecturas de presión diferencial y el gasto generado en el sistema. − Abra la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial. − Cambie las tomas de presión a los extremos de otro accesorio. − Cuando haya terminado con todos los accesorios modifique la apertura de la válvula de regulación

para ajustar un nuevo flujo. Obtenga grupos de datos para cinco gastos diferentes en el intervalo 0 – 60 l/min. (Calcule la velocidad del fluido en cada accesorio a través de la ecuación de continuidad y asegúrese de no rebasar los 5 m/s).

− Las válvulas V31 y V32 se utilizan para observar las caídas de presión correspondientes a los dos caminos que ofrecen las derivaciones Y y T.

− No olvide cambiar de medidor de flujo cuando se alcanza 15 l/min.

− Para el caso donde no sea posible alcanzar un mayor gasto, cierre cierto − porcentaje la válvula de recirculación VC2. − El sistema está construido para trabajar sin problema en caso de cerrar completamente la válvula

VC2. − Recuerde de cerrar la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial para realizar la

medición. − Recuerde abrir la válvula igualadora de presión en el sensor de presión − diferencial, para realizar cambios de puntos de interés. − Apagado − Abra la válvula VC1 al 100%. − Apague la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 41

41. Pérdida de carga en válvulas de control.Objetivos

Manejo de las ecuaciones asociadas a la caída de presión en tuberías. Determinar el coeficiente de descarga de cada válvula en función del gasto.


Definición de válvulas de control. Tipos de válvulas de control. Caída de presión generada por válvulas de control. Definición del Cv de una válvula.


Equipo Material

Circuito de flujo Agua como fluido de trabajo. Válvula de control de flujo tipo

diafragma en 1”. Válvula de control de flujo tipo

asiento inclinado en 1”. Bomba centrífuga con control de

encendido S.P.S.T. de construcción impermeable de 0.4 hp (0.3kW).







Procedimiento a seguir − Configuración del sistema − Abrir las válvulas de control V29 y V30 al 100%.

− Conectar el medidor de presión diferencial en las tomas de presión de los extremos de la válvula de diafragma V29 asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor.

− Abrir la válvula V28 que habilita la línea de interés y cerrar la correspondiente a cada una de las líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo únicamente pase por la línea seleccionada.

− Abra la válvula VC1 de regulación de flujo al 100% y VC2 al 50%. − Abrir las válvulas V4 y V5 que permiten alinear la bomba centrífuga B2. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.


control. − Cerrar la válvula igualadora del medidor de presión diferencial. − Registrar las lecturas de presión diferencial y el gasto generado en el sistema. − Modifique la apertura de la válvula de experimentación (100%, 80%, 60% y 40%) y obtenga grupos

de datos de cinco gastos diferentes en el intervalo 0 – 30 l/min para cada apertura, con la ayuda de la válvula VC2.

− Abra la válvula V29 y V30 al 100%. − Abra la válvula igualadora de presión en el sensor de presión diferencial y repita el experimento con

la válvula de asiento inclinado.

− No olvide cambiar de medidor de flujo cuando se alcanza 15 l/min. − No deberá continuar cerrando la válvula de control de experimentación cuando alcance valores de

280 inH2O ya que puede dañar el sensor de presión diferencial.

− Apagado − Abra la válvula VC2 al 100%. − Apague la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero de control. − Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 42

42. Curva característica de bombas hidráulicas.

Objetivos

Construir la curva característica de cada bomba. Determinar el Cabezal Neto de Succión Positiva Disponible (NPSH).


Definición, constitución y principio de operación de una bomba hidráulica. Clasificación de bombas hidráulicas. Curva característica del comportamiento de las bombas dinámicas y de desplazamiento

positivo. Definición de presión y sus unidades. Conceptos de presión absoluta y manométrica.


Equipo Material

Circuito de flujo Agua como fluido de trabajo. Tubería recta de PVC con diámetro

interno de 24.31 mm. Bomba centrífuga con control de

encendido S.P.S.T. de construcción impermeable con motor de 0.4 hp.


Tanque elevado de suministro de agua con capacidad de 30 litros.

Dispositivo de medición de flujo (rotámetro) con intervalo de medición de 2 a 18 l/min.





− Configuración del sistema − Abrir la válvula V25 de selección de la línea de 1” y cerrar la correspondiente a cada

una de las líneas en paralelo, para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo únicamente pase por la línea seleccionada.

− Asegurar que la válvula VC1 de regulación de flujo se encuentre abierta al 100% y la válvula de regulación de flujo VC2 cerrada.

− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B2. − Abrir válvula V10 y V11 para succión y retorno de tanque de 70 litros. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema. −− Operación − Iniciar la operación de la bomba con el botón verde etiquetado “Bomba 2” localizado

en el tablero de control. − Registrar el gasto, presión de succión, presión de descarga y calcular el NPSH. − Ajuste la apertura de la válvula de regulación (VC1) para disminuir el gasto en 5 l/min.

y regresar al paso g) hasta alcanzar un gasto no menor a 1 l/min. −− Precaución: − No olvide cambiar de medidor de flujo cuando se alcanza 15 l/min. − Paro: − Abra la válvula de regulación VC1 al 100% y apague la bomba con el botón rojo

localizado en el tablero de control.

− Repetir operación después de la siguiente reconfiguración: abra las válvulas V12 y V13 para alinear el tanque elevado y cierre las válvulas V10, V11 y V14 (no repita configuración del sistema).

− Recuerde que los circuitos cerrados se generan con la succión y descarga al mismo tanque, de otra forma derramará fluido.

− Realizar un segundo experimento con la alineación de la bomba periférica B3 en lugar de la bomba B2.

−− Realizar un tercer experimento con la alineación de la bomba de desplazamiento

positivo B4.

PRÁCTICA 43

43. Bombas centrífugas en serie y paralelo.

Objetivos

Determinar los parámetros necesarios para la construcción de la curva característica. Determinar el punto de operación de bombas conectadas en serie y paralelo.


Definición de bomba. Constitución de bomba. Principio de operación. Curva característica del comportamiento de una bomba centrífuga. Definición de presión y sus unidades. Conceptos de presión absoluta y manométrica.


Equipo Material

Agua como fluido de trabajo. Tubería recta de PVC con diámetro

interno de 24.31 mm (1”). Bomba centrífuga con control de

encendido S.P.S.T. de construcción impermeable de 0.4 hp (0.3 kW).


Dispositivo de medición de flujo (rotámetro) con intervalo de medición de 2 a 18 l/min.





− Configuración 1 del sistema− Abrir la válvula de selección de la línea de interés (V25) y cerrar la correspondiente

a cada una de las líneas en paralelo para asegurar que el fluido enviado por el sistema de bombeo pase únicamente por la línea seleccionada.

− Asegurar que la válvula VC1 de regulación de flujo se encuentre abierta al 100% y la válvula VC2 cerrada.

− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B2.− Abrir válvulas V10 y V11 para succión de tanque de 70 litros.− Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.− Asegurar haber seleccionado una bomba centrifuga y no alguna de desplazamiento

positivo.− Operación 1− Curva característica de bomba centrífuga− Registrar las variables del proceso.− Ajuste la apertura de la válvula de regulación (VC1) para disminuir el gasto.− Obtenga datos correspondientes para 10 puntos en el intervalo 1 a 60 l/min.− No olvide cambiar de medidor de flujo cuando se alcanza 15 l/min.− Apagado 1:− Abra la válvula de regulación VC1 al 100% y apague la bomba con el botón rojo

etiquetado “Bomba 2” localizado en el tablero de control.− Configuración 2 del sistema− Curva característica de bombas en paralelo− Asegurar que la válvula de regulación de flujo (VC1) se encuentre abierta al 100%.− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B2 (V4 y V5).− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B1 (V1 y V3).− Mantenga cerrada la válvula V2 para configurar las bombas en paralelo.− Operación 2− Curva característica de bombas en paralelo− Iniciar la operación de las bombas con los botones verdes etiquetados “Bomba 1” y

“Bomba 2”, localizados en el tablero de control.− Sección II – Prácticas - Equipo para el estudio de flujo de agua en tuberías− Registrar las variables del proceso.− Ajuste la apertura de la válvula de regulación (VC1), para disminuir el gasto.− Obtenga datos correspondientes para 10 puntos en el intervalo 1 a 100 l/min.− Apagado 2:− Abra la válvula de regulación VC1 al 100% y apague las bomba con los botones

rojos etiquetados “Bomba 1” y “Bomba 2”, localizados en el tablero de control.− Configuración 3 del sistema− Curva característica de bombas en serie− Asegurar que la válvula de regulación de flujo (VC1) se encuentre abierta al 100%.− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B2 (V4 y V5).− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B1 (V1 y V3).− Mantenga cerrada la válvula V2, para configurar las bombas en paralelo

(únicamente en el arranque).− Operación 3− Curva característica de bombas en serie

− Iniciar la operación de las bombas con los botones verdes etiquetados “Bomba 1” y “Bomba 2” localizados en el tablero de control.

− Abra de forma lenta y continua la válvula V2 y posteriormente cierre de la misma forma la válvula V1.

− Registrar las variables del proceso.− Ajuste la apertura de la válvula de regulación (VC1), para disminuir el gasto.− Obtenga datos correspondientes para 10 puntos en el intervalo 1 a 60 l/min.− Apagado 3:− Abra la válvula de regulación VC1 al 100%. Abra de forma lenta y continua la

válvula V1 y posteriormente cierre de la misma forma la válvula V2. Apague las bombas con los botones rojos etiquetados “Bomba 1” y “Bomba 2”, localizados en el tablero de control.

− Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

PRÁCTICA 44

44. Estudio de fluidización.

Objetivos

Determinar las pérdidas por fricción en un lecho fijo y lecho fluidizado.

Caracterización del comportamiento de la porosidad a diferentes flujos.


Definición de fluidización. Diferentes etapas de fluidización. Ecuación de continuidad.


Equipo Material

Circuito de flujo Agua como fluido de trabajo. Tres columnas de PVC transparente

de 4”, 2” y 1”, con diámetros internos de 4.026”, 2.067” y 1.049” respectivamente.

Cada columna cuenta con un lecho de partículas sólidas de mármol con densidad de 2700 kg/m3 y diferentes tamaños.

Válvula de membrana para el control de flujo.

Línea de recirculación para control de flujo.

Bomba centrífuga con control de encendido S.P.S.T. de construcción impermeable con motor de 0.4 hp (0.3 kW).


Dispositivo de medición de flujo (rotámetro), con intervalo de medición de 2 a 18 l/min.

Dispositivo electrónico de medición

de flujo, con intervalo de trabajo de 4 a 40 GPM (15 a 150 l/min).


Procedimiento a seguir − Configuración del sistema − Abrir la válvula V17 para selección del cabezal de inyección a las columnas de

fluidización. Cerrar las válvulas de salida de las tuberías de experimentación V24 a la V28, V31 y V32.

− Alinear una columna para fluidización a través de su válvula de selección V18, V19 o V20.

− Asegurar que la válvula de regulación de flujo VC2 se encuentre cerrada y la válvula de control VC1 abierta al 50%.

− Conectar el medidor de presión diferencial entre las dos tomas de presión de la columna de fluidización, asegurándose de mantener abierta la válvula igualadora de presión para evitar daños al sensor.

− Alinear las válvulas que permiten seleccionar la bomba centrífuga B2. − Abrir válvula V12 para succión de tanque de 30 litros. − Cerrar las válvulas V10 y V11 del tanque bajo de succión. − Inicie el software de adquisición de datos en la computadora del sistema.

− Operación − Iniciar la operación de la bomba con el botón verde etiquetado “Bomba 2” localizado

en el tablero de control. − Cada que realice un movimiento de válvulas en el sistema, verifique que la presión de

descarga de la bomba se encuentre entre 10 y 20 psi. − Ajuste la apertura de la válvula VC1 para lograr un flujo de 2 l/min. − Registrar las variables del proceso. − Ajuste la apertura de la válvula de regulación (VC1) para aumentar el gasto en 1 l/min y

regresar al paso o) hasta alcanzar la fluidización continua.

− No olvide cambiar de medidor de flujo cuando se alcanza 15 l/min.

− Realice el mismo procedimiento para la segunda y tercer columna de fluidización (Recuerde reconfigurar el sistema para la columna de interés).

− Apagado − Abra la válvula de control VC2 al 50%. − Cierre la válvula al cabezal de inyección de las columnas de fluidización V17. − Apague la bomba con el botón rojo etiquetado “Bomba 2”, localizado en el tablero de

control.

− Reconfigure el sistema de acuerdo al estado inicial.

ECUACIONES DE APOYO

La Carga Neta Positiva de Succión corresponde a la diferencia de la presión en la entrada de la bomba y la presión de vapor del fluido a la temperatura de proceso en el punto específico (expresada en columna del líquido). De forma general, para que una bomba opere de forma eficiente es necesario que el fluido no presente cambios de fase ya que bajo estas circunstancias se presenta el fenómeno de cavitación que daña las partes internas del dispositivo.

NPHS=∆ z+P1−P0gρ

−caídas de presión por fricción

Donde: P1 Presión en la superficie del tanque de alimentación (Pa).

P0 Presión de vapor del líquido de proceso (Pa).

g Aceleración gravitacional (m/s2).

El valor de este parámetro define el límite disponible para una aplicación específica y deberá ser mayor al valor reportado por el fabricante de la bomba. Se indica como el valor mínimo necesario para su operación normal. El siguiente diagrama indica algunos de los parámetros antes mencionados.

Debe observarse que para el caso de la diminución del nivel del agua en el tanque se podrían obtener valores negativos para el Δz.

P1/g ρ = 10.33 m

P0/g ρ = 0.43 mΔz = 1 m

Pérdidas por fricción = 0.05 m @ 100 l/min NPSHd = 1m + 10.33m – 0.43m – 0.05m = 10.85m NPSHR = 1m

La ecuación que describe el comportamiento de una válvula de control es utilizada ampliamente para su dimensionamiento y es expresada de la siguiente forma:

C v= Q√ Gf

∆ P

Donde:Cv Coeficiente de la válvula.

Q Gasto (GPM)Gf

Gravedad específica

ΔP Caída de presión a través de la válvula

(psi)

Cálculo de la caída de presión en tuberías

Las pérdidas de carga por fricción que presenta un fluido cuando se mueve a lo largo de una tubería dependen de su densidad, viscosidad, velocidad media y de las características geométricas de la tubería.

Ecuación de Darcy-Weisbach Es una expresión ampliamente utilizada en hidráulica para calcular la pérdida de carga debido a la fricción dentro de una tubería.∆Tρ

= -(V 2

2 )*( LD )*fDonde:

En la ecuación anterior se presenta un signo negativo para indicar que la presión corriente abajo del elemento hidráulico analizado, es menor que la presión de entrada.Obsérvese que en la ecuación anterior no aparece una relación explicita con la viscosidad del fluido, sin embargo el factor de fricción adimensional es una función de las propiedades del fluido, del flujo y de las características de rugosidad de la tubería.

Número de Reynolds El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo, en una expresión adimensional que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchas aplicaciones donde es necesario identificar si el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

Para identificar matemáticamente el tipo de flujo que presenta cierto fluido en movimiento, se utiliza el llamado número de Reynolds.Este parámetro permite identificar el régimen de flujo que circula por una tubería de acuerdo a los siguientes valores:Reynolds < 2000 Flujo laminar2000 < Reynolds < 4000 TransiciónReynolds > 4000 Flujo turbulento

Factor de fricción La determinación del factor de fricción correspondiente al flujo laminar se logra mediante la siguiente expresión:

Para el caso específico de una tubería de PVC donde el acabado interior es liso, se reduce considerablemente las

Ecuación de Hazen-Williams Esta ecuación es uno de los métodos más comúnmente utilizados para calcular las pérdidas de presión por fricción en tuberías de aplicaciones a presión. Diversas investigaciones han establecido que el coeficiente de Hazen-Williams para el PVC representa un valor entre 155 y 165. Sin embargo, se utiliza un coeficiente de 150 para todas las situaciones de diseño.

Diagrama esquemático del sistema

Para llevar a cabo cualquier experimento deberá considerarse que el sistema presenta el siguiente estado inicial:

nuevo manual

Documents