Diseño, construcción e instalación de un equipo para el control automático del drenaje de líquidos en tanques cónicos

Abstract

Determina las variables de diseño y construcción del equipo, los materiales adecuados y componentes principales para la construcción del equipo. Construye el equipo e instala. Prueba la validez de un modelo matemático, el cual relaciona el tiempo de drenaje en función de la altura del líquido contenido en un tanque cónico. En el presente trabajo se hizo una revisión específica de la operación del drenaje de líquidos, de tal modo que el equipo que se construyó, sirva para controlar automáticamente variables de operación como el tiempo requerido para drenar una cierta cantidad de volumen del líquido que está contenido en un tanque cónico, para lo cual se estableció una fórmula matemática que relaciona la altura del líquido contenido en dicho tanque con el tiempo de drenaje, los mismos que servirán para establecer su escalamiento a nivel de plantas industriales con implementación semejante. Además se realizó una hoja de cálculo en Excel, que está basada en dicha fórmula matemática, mediante esto se podrá realizar un cálculo rápido del tiempo de drenaje de un determinado volumen. Seguidamente este tiempo se escribirá en un controlador lógico programable (Programmable Logical Controller PLC) y se presiona un pulsador verde, haciendo que el PLC envié un pulso eléctrico a una válvula solenoide que se encuentra en la línea de descarga a la salida del tanque cónico, mediante este proceso la válvula se abre automáticamente y permite que el líquido que está contenido en el tanque cónico empiece a fluir a través de la línea de descarga, iniciándose de esa forma la operación de drenaje. Para terminar la operación de drenaje el PLC envia otro pulso a la válvula solenoide, haciendo que esta se cierre automáticamente y no deje pasar el líquido. Para diseñar y construir el equipo que se planteó en el presente trabajo, se tuvo en cuenta las ecuaciones de continuidad para un volumen de control y balance de energía aplicadas específicamente a los fluidos Newtonianos, mediante las cuales se determina las variables de diseño, construcción y operación del equipo. Se diseñó, construyó e instaló un equipo para el control automático del drenaje de líquidos en tanques cónicos para el Laboratorio de Procesos y Operaciones Unitarias de la Facultad de Ingeniería química (FIQ) de la Universidad Nacional de la Amazonía Peruana (UNAP) Se realizó 4 pruebas de funcionamiento, con lo cual se validó el modelo matemático deducido en la sección 1.5, pues los valores experimentales son bien cercanos a los que se obtienen mediante el modelo matemático. Determina el costo total para el equipo, de esta manera se tiene una referencia de cuánto costaría construir un equipo similar.