Sistema de Control Realimentado en un Intercambiador de Calor

Un intercambiador de calor es un dispositivo diseado para trasferir calor entre dos fluidos que estn separado por una barrera o que se encuentren en contacto

El fluido de proceso ingresa al intercambiador de calor como un flujo Fi (f), y temperatura Ti (t) y sale como un flujo F (f) y temperatura T (t)

As mismo el fluido de servicio ingresa en el intercambiador de calor como un flujo F0i (f) y temperatura T0i (t) y sale como un flujo F0 (f) y temperatura T0 (t)

El objetivo del control es controlar la temperatura de salida del fluido del proceso T (t) mediante la manipulacin del flujo de entrada del fluido de servicio F0i (f)

F(f) T(t)

F0i (f) T0i (t)

para ello se censa la temperatura T(t) luego se enva una seal elctrica al controlador de temperatura se ingresa el valor de temperatura requerida Tsp al controlador y por ultimo se enva una seal elctrica a la vlvula que regulara el flujo F0i (f)

El sistema es un intercambiador de calor al cual ingresa tanto el fluido de servicio como el fluido de proceso a temperatura Ti (t) y T0i (t) y flujo Fi (f), y F0i (f)

As mismo salen del intercambiador de calor tanto el fluido de servicio como el fluido de proceso a temperatura T (t) T0 (t) y flujos F (f) y F0 (f)

Respectivamente para el analice de control se selecciono un intercambiador de tubos y coraza de una planta de produccin de acetona el proceso consiste en disminuir la temperatura y cambiar la fase de la acetona pues esta se encuentra como vapor a alta temperatura Para el objetivo de control T (t) ser la variable de salida la cual cambiara su dinmica al manipular la variable de entrada F0i (f)

T (t)

Por lo tanto Fi (f) Ti (t) T0i (t) sern perturbaciones en el sistema debido que con el lazo de control propuesto solo se podr manipular F0i (f)

Perturbaciones

Para medir la temperatura T (t) se debe contar con un sensor generalmente una termocupla la cual es un transductor compuesto por dos metales distintos que se encuentran a distintas temperaturas una referencia y la otra desconocida para posteriormente ser convertida en una seal elctrica mediante un transmisor de temperatura y enviarla al controlador El controlador: es un dispositivo al cual ingresa la seal elctrica correspondiente a la temperatura censada del fluido de proceso para ser comparada con el valor deseado de esta temperatura o setpoint y conmutar internamente el algoritmo que detecta el error entre estas variables y lo lleva a cero (0) esto con el fin de llevar una seal elctrica a la vlvula o actuador esta se encarga de suministrar una cierta cantidad de flujo de servicio esta vlvula recibe una seal elctrica del controlador y mediante un traductor interno procesa esta seal para ser convertida en una seal neumtica que accione el mecanismo de apertura mediante una diferencia de presin

La variable de entrada: es el flujo de servicio pues se esta manipulando mediante la vlvula verificndose en el diagrama de bloque que se encuentra despus del actuador La variable de salida: es la temperatura del fluido de proceso a la salida del intercambiador La referencia o setpoint: se encuentra en el controlador que es el valor deseado de la temperatura de salida del fluido de proceso Como perturbaciones: se tiene la temperatura de entrada de fluido del proceso, el flujo de entrada del fluido de proceso y temperatura de entrada del fluido de servicio