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LAZO DE CONTROL DE NIVEL (MANUAL)
Control de nivel:
Los controles de nivel son dispositivos o estructuras hidráulicas cuya
fnalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango de variaciónpreestablecido. Existen algunas dierencias en la concepción de los
controles de nivel, segn se trate de: canales! plantas de
trata"iento! tan#ues de al"acena"iento de agua o un e"balse.
$efniciones básicas:
%iste"a: el siste"a el tan#ue de nivel del e#uipo edibon donde#uere"os "antener el nivel a &'c" para lo cual debe"os su"inistrar
agua al tan#ue "ediante el uso de una bo"ba
Las variables del sistema las variables del siste"a son decaudal y de nivel la salida es el nivel y la entrada es el caudal, al control
el caudal controla"os el nivel.
El medidor es el sensor de nivel.(ele"ento pri"ario)
El CONTROLADOR es el alu"no #ue to"a la decisión, lee ovisualiza el valor del nivel, lo co"para con un valor deseado o de
entrada (&'c") y acta sobre la válvula la bo"ba *+- o el caudal"etro
de área variable.
El ACTUADOR es la bo"ba #ue abastece de agua al tan#ue superior(*+-).
!I!TEMA DE CONTROL son todos los blo#ues, *C/0*$12,C13/21L*$12, %E3%12
Un control !emia"tom#tico se deno"ina se"iauto"ático por#ue tiene un "edidor y un operador
Control Man"al$ 3o existe "edidor solo esta el operador.
Control a"tom#tico: el control auto"ático se da "ediante"edidores y sot4are del e#uipo
http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(ingenier%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Planta_de_potabilizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Planta_de_potabilizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tanque_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Embalsehttp://es.wikipedia.org/wiki/Planta_de_potabilizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Planta_de_potabilizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tanque_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Embalsehttp://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(ingenier%C3%ADa)
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Dia%rama de blo&"es
La fgura es el $5*62*7* $E +L180E% de control. Es un control
%e"iauto"ático, debido #ue existe un e#uipo de "edición y el
1perador.
'"ndamento teorico
• A"torre%"lacin$ La autorregulación es una reacción inherente a
un proceso #ue ayuda al estableci"iento del e#uilibrio o estadoestacionario del "is"o. %e dice #ue un proceso es autorregulado
cuando, partiendo de una situación de e#uilibrio, alcanza un nuevo
estado de e#uilibrio despu9s de cual#uier variación de carga.
El interca"biador de la 'i%"ra es autorregulado. 7anteniendo
constante la entrada de vapor, si se "odifca la apertura de la
válvula de entrada de agua ra (carga), la te"peratura del agua
caliente se estabilizará en un nuevo valor.
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El ca"bio en la "edida de nivel se realizará en or"a de ra"pa
ascendente o descendente a una velocidad #ue depende de la
perturbación creada por la válvula de entrada. Este "is"o siste"a
puede ser autorregulado si se agrega una válvula en la salida, #ue
sustituye la bo"ba.
• Caacitancia Es el ca"bio necesario de "ateria o de energapara realizar un ca"bio unitario en una variable de reerencia.
Capacitancia ;olu"en
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En el siste"a "ostrado en la 'i%"ra, la salida de l#uido es
constante al depender de la bo"ba, "ientras #ue el caudal de
entrada se puede "anipular. La velocidad de ca"bio de volu"en
(v), contenido en el recipiente, es igual a la dierencia entre los
caudales de entrada (=e) y salida (=s). El "odelo "ate"ático es el
siguiente:
5ntegrando para obtener el volu"en tene"os,v* +('e,'s)dt$
%i el tan#ue es vertical con área interior unior"e y ; es su
capacidad total, la altura de l#uido correspondiente diente al
nivel será
- * v.V
$e las dos expresiones anteriores pode"os obtener la altura de nivel
co"o:
* /.v +('e,'s)dt
El nivel en el tan#ue se debe controlar "anual"ente a>ustando la
posición de la válvula de entrada. %i la apertura de válvula es
ligera"ente superior o inerior al e#uilibrio con la - salida, el tan#ue se
desbordará o #uedará vaco. Esta caracterstica es la deno"inada alta
de autorregulación y signifca #ue el proceso de integración no se puede
e#uilibrar por s "is"o, o lo #ue es igual, carece de estado estacionario.
dv.dt*'e,
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Tios de medidores de nivel
Medidores locales de nivel con cristales de
re0e1in•
%e utilizan nor"al"ente en recipientes cerrados en los #ue la
presión es "uy superior o "uy inerior a la at"os9rica. La presión
"áxi"a de traba>o suele estar en torno a ?@@ Age"plo Calderines de
;apor.
Los cristales de reexión son pris"as de vidrio te"plado, de
sección rectangular provistos de estras longitudinales.
Las estras tienen sección rectangular y su ob>eto es el de hacer
visible el nivel, incluso cuando el uido de proceso sea incoloro o
transparente. Los cristales del nivel están aprisionados, "ediante
tornillo en una ca>a de acero.
Medidas de nivel "tili2ando desla2ador%e basa en el principio de *r#u"edes, establece #ue un cuerpo
su"ergido en un l#uido es e"pu>ado hacia arriba con una uerza
igual al peso del volu"en de l#uido desplazado.La siguiente ecuación es til para deter"inar la uerza e>ercida por
el desplazador. %e establece la relación:
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la fgura "uestra el "edidor de desplaza"iento
$onde:= =uerza total e>ercidaL" *ltura de nivel a "edirD Deso del desplazador
Lz *ltura de nivel respecto al ondo; ;olu"en del desplazador Longitud del desplazadorF $ensidad del l#uido
Medidor de desla2ador con t"bo de torsin*un#ue existen desplazadores con diversas or"as geo"9tricas,
tales co"o cilndricos, es9ricos, etc., en este apartado se "uestra
co"o e>e"plo un tipo de "edidor cuyo desplazador es cilndrico
Este tipo de "edidor, #ue aparece en la =igura se basa en el
principio de *r#u"edes. El desplazador está suspendido de un
brazo conectado al siste"a de torsión y su peso es superior al
"áxi"o e"pu>e ascendente #ue puede recibir del l#uido en el
#ue se encuentra su"ergido.
• Medidas de nivel or resin di3erencial
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• El siste"a no "ide el nivel de l#uido sino la presión e>ercida y,
co"o la presión es proporcional a la altura de colu"na de l#uido,
el "edidor GinfereH la posición actual del nivel. 0tiliza la ór"ula
Da presión (+D). La
presión dierencial #ue "ide el trans"isor será:
El siste"a se trata de un recipiente cerrado, co"o el de la =igura y
la superfcie de l#uido contenido en el recipiente está so"etida a
presión estática superior a la at"os9rica, esta presión se su"a a
la carga hidrostática, por lo #ue se debe utilizar un "9todo #ue
co"pense el valor de esa presión.
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Dor otro lado, en ocasiones no es posible "ontar el trans"isor con
la ra"a positiva a la "is"a altura #ue la to"a de alta presión,
siendo necesario "ontar el trans"isor en posición "ás ba>a #ue la
to"a de alta presión para llevar a cabo labores de "anteni"iento.
El tipo de "onta>e #ue se utiliza para esta situación es el #ue
aparece en la =igura, el cual co"pensa ade"ás la presión estática
al tener conectada la ra"a negativa a la zona de gas del
recipiente.
El sistema es "n e4emlo de medir el nivel de tan&"es
cerrados de 5L6
0n siste"a de "edida de nivel interace entre dos l#uidos co"o pueden
ser gas licuado de petróleo (LD6) y agua de proceso, con un "onta>eco"o el de la =igura.
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El cual representa la GbotaH de un acu"ulador. En este caso nos interesa
conocer el nivel de agua decantada en el recipiente, es decir, el nivel de
l#uido "ás denso. ay #ue hacer notar #ue aun#ue el trans"isor pueda
ser situado por deba>o de la to"a inerior, la ra"a positiva se llena del
l#uido "ás denso, por desplaza"iento del "ás ligero.
Dor otro lado, la ra"a negativa ha de ser llenada con el l#uido "ás
denso para eectuar el sellado de la "is"a.
• Medidas de nivel or borboteo• En depósitos abiertos conteniendo l#uidos angosos, #ue podran
obstruir la to"a de presión, la "edida de nivel se puede realizar
por "edio de este "9todo. %e hace borbotear aire a trav9s del
l#uido "ediante una sonda, y la presión #ue se opone al borboteo
es proporcional a la altura de l#uido G.• Co"o ya se ha dicho
anterior"ente, si la densidaddel l#uido es constante,la presión capaz de vencer lacolu"na de l#uido en el depósito es:
Medidas de nivel or di3erencia de temerat"raEl siste"a de "edida de nivel #ue se "uestra en la =igura se
utiliza en productos sucios, parafnosos o pesados, tales co"o
ondos de colu"nas de destilación a vaco, raccionadoras en
unidades de =CC Co#uer, etc., donde es proble"ática la "edida denivel con siste"as de desplazador, presión dierencial o cual#uier
otro siste"a. Cuando el ter"opar no está baIado por el producto,
al ser "ás corto #ue el tubo de conexión al recipiente, indicará la
te"peratura a"biente de ese tra"o de tubo, lógica"ente "ás
ba>a #ue la del producto.
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*l ascender el nivel en el recipiente, el gran ta"aIo del tubo
curvado per"ite al producto uir hacia arriba hasta alcanzar el
tra"o horizontal donde está situado el ter"opar. La indicación de
te"peratura corresponderá en este "o"ento a la del producto.
• Interr"tores de Nivel• La =igura "uestra un interruptor #ue se acciona en unción del
nivel cuyo "onta>e debe realizarse en la parte superior del
recipiente. El principio de operación es "uy si"ple. El interruptor
se acciona por "edio de un siste"a de "aterial "agn9tico
actuado por el otador. El interruptor y el i"án están su>etos a un
brazo basculante.
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