Lab 1 Dilatacion de Tuberias

Alumnos: Nota

Víctor Gonzalo Pérez FernándezRitberth Pacheco OrdoñezEduardo Mendoza Ito

Grupo “B” C3Ciclo “V”

Fecha de entrega 09/04/2013 Prof. Cesar Vera

Mantenimiento de maquinaria de plantaPFR

MAQUINAS TERMICAS

LABORATORIO N° 1

Dilatación de tuberías

MAQUINAS TERMICAS Nro. DD-106

Página 2 / 16Tema :

Dilatación de Tuberías Cesar Vera

Grupo B

Nota: Mantenimiento de Maquinaria de Planta – PFR Fecha: 09/04/2013 Lab. Nº 2

ATS DEL LABORATORIO

Objetivos del ATS: Evitar riesgos en la ejecución del laboratorio

Grupo – Integrantes:

1. Gonzalo Pérez Fernández 2. Ritberth Pacheco Ordoñez 3. Eduardo Mendoza Ito

Pasos básicos del trabajo a realizar

Riesgo presente en cada paso

Control del riesgo

Leer el procedimiento del laboratorio de dilatación de tuberías.

Solicitud de materiales y equipos para realizar la experiencia: Flexometro, Reloj comparador, limas, alicate, vernier.

Tome las medidas del sistema de tuberías para realizar los cálculos necesarios.

Colocar los relojes comparadores para medir el incremento de longitud como consecuencia del incremento de temperatura.

Abrir las llaves de paso para que el vapor empiece por el sistema de tuberías.

Tomar nota de las temperaturas finales y de las variaciones de longitud

Enfriar el sistema de tuberías con agua.

Dejar las llaves de paso

No entender el procedimiento ni el objetivo del laboratorio y realizar una experiencia incorrecta.

Solicitar material inadecuado o en mal estado, que impida realizar la tarea, falta de material para realizar la experiencia.

Tomar mediciones incorrectas.

Colocar mal los relojes comparadores, tomar medidas erróneas y obtener resultados erróneos.

Riesgo de quemadura por entrar en contacto con los tubos que transportan vapor.

Tomar resultados incorrectos

Riesgo de quemadura al entrar en contacto con las tuberías.

Leer con atención el procedimiento y preguntar las dudas al profesor.

Verificar el correcto funcionamiento de los equipos y herramientas en el momento de recibirlos de almacén.

Utilizar correctamente los equipos de medición: flexometro y vernier.

Colocar de manera correcta los relojes comparadores.

Utilizar los EPP adecuados para las manos, no tocar los tubos que llevan vapor.

Prestar atención durante la medición.

No tocar las tuberías directamente con las manos.

No acercarse a la zona de salida del vapor.




Grupo B


abiertas para que salga todo el vapor.

Resolver las ecuaciones y el cuestionario.

Devolver material y herramientas.

Riesgo de quemadura con el vapor.

Realizar mal los cálculos.

Dañar el material durante la devolución, perdida de equipos.

Verificar el resultado.

Transportar con cuidado los equipos.

DILATACION DE TUBERIAS




Grupo B


1. OBJETIVOS DEL LABORATORIO

Determinar la dependencia de la dilatación de tuberías de diferentes diámetros y

longitudes.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Debido a un crecimiento de la temperatura, las tuberías se dilatan, el aumento de su

longitud se calcula por:

∆L=L0 K ∆T

Dónde:

Lo= longitud inicial ,mm

K=coeficiente de dilatación 1/°C

AT= Incremento de temperatura ,°C

Si queremos calcular el coeficiente de dilatación

K = ∆L/ L0∆T

Este incremento de la longitud de una tubería debe ser controlado ya que de ser mucho,

provocaría sobre esfuerzos e incluso el colapso de ellas

Con el objetivo de controlare las dilataciones se utilizaran juntas de dilatación de que

tienen la función de absorber estas dilataciones

3. Material y equipo a utilizar

Módulo de dilatación de tuberías Tres bases magnéticas Tres relojes comparadores con una aproximación de 0.01mm Un flexometro Un termómetro Un destornillador plano Caldero Una manguera

4. PROCEDIMIENTO




Grupo B


4.1. influencia de la longitud de la tubería

4.1.1.Coloque los relojes comparadores en la tubería de D.N = ½, entre tramos como

se muestra en el esquema :

Figura 1 Instalación de los relojes comparadores

Fuente: Elaboración propia

4.1.2.Colocar la lectura en “O” en cada uno de los relojes comparadores.




Grupo B


Figura 2 Lectura en “O”


4.1.3.Anote la temperatura inicial del tubo.

Figura 3 Toma de temperatura inicial


4.1.4.Hacer pasar vapor por la tubería abriendo las válvulas necesarias.




Grupo B


Figura 4 Paso de vapor por las tuberías


4.1.5.Cuando los relojes comparadores se estabilicen , tomar las lecturas correspondientes de la dilatación (AL) para cada tramo así como de la temperatura de la tubería con el termómetro digital y proceder a llenar el siguiente cuadro :

Diámetro Lo (mm) ∆L(mm) Tinicial °C Tfinal °C AT( °C ) K

L1 1245 1.23 27.6 84 56.4 1.75169 x10−5° C−1

L2 2562 2.32 27.6 82 54.4 1.66460 x10−5° C−1

L3 3825 2.73 27.6 82 54.4 1.31199 x 10−5 °C−1

Para L1

k= ∆ LLo (∆T )

k= 1.231245 (56.4)

k=1.75169 x10−5 °C−1




Grupo B


4.1.6.Cerrar la alimentación de vapor y enfriar el módulo de dilatación de tuberías con agua.

4.2. influencia del diámetro de la tubería

4.2.1.Coloque los relojes comparadores en los extremos de las tuberías de D.N ½ 1”,

11/2” , como se muestra en el esquema:

4.2.2.Colocar la lectura en “O” en cada uno de los relojes comparadores

Figura 5

Lectura en “O”


4.2.3.Anote la temperatura inicial de cada tubería

4.2.4.Hacer pasar vapor por cada una de las tuberías abriendo lentamente las válvulas

necesarias.




Grupo B


4.2.5.Cuando los relojes comparadores se estabilicen , tomar las lecturas

correspondientes de la dilatación (AL) así como la temperatura de la tubería con

el termómetro digital y proceder a llenar el siguiente cuadro :

Diámetro Lo(mm) ∆l(mm) Tinicial °C Tfinal °C AT(°C ) K

1/2" 3825 1.1 24 79 55 5.22876 x10−6° C−1

1" 3825 1.53 23 77 54 7.407407 x10−6° C−1

1 1/2" 3825 1.92 26 77 51 9.84237 x 10−6 °C−1

Para ½”

k= ∆ LLo (∆T )

k= 1.13825 (55)

k=5.22876 x10−6° C−1

4.3. Influencia de la temperatura

4.3.1.Coloque el reloj comparador al extremo de la tubería de D.N = 1" , como se

muestra en la figura :

4.3.2.Colocar la lectura en “O” en cada uno de los relojes comparadores.

4.3.3.Anote la temperatura inicial del tubo.

4.3.4.Calibrar el presostato del caldero a una presión de 18 psi.

4.3.5.Hacer pasar vapor por la tubería de D.N=1" , abriendo lentamente las válvulas

necesarias.

4.3.6.Cerrar lentamente las válvulas del extremo de la tubería de D.N = 1"

4.3.7.Cuando el reloj comparador se estabilice tomar la lectura de dilatación (Al), así

como de la temperatura final de la tubería con el termómetro digital




Grupo B


4.3.8.Cerrar el flujo de vapor hacia la tubería de D.N = 1" y abrir lentamente la válvula

que está en el extremo de la tubería de D.N=1", para despresurizar dicha tubería.

4.3.9.Enfriar el módulo de tuberías con agua.

4.3.10. Realizar los mismos procedimientos anteriores calibrando el presostato a 75 y

100

4.3.11. Llenar el siguiente cuadro :

Temperatura

final

Lo(mm) ∆L(mm) Tinicial °C AT(°C) K

79 3825 1.53 26.6 52.4 7.633587 x10−6° C−1

79 3825 1.79 23 56 8.356676 x 10−6 °C−1

k= ∆ LLo (∆T )

k= 1.533825 (52.4)

k=7.6335878 x10−6° C−1




Grupo B


5. RESULTADOS

5.1. Para la experiencia de influencia de la longitud de la tubería realizar el grafico AL vs L

1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000

0.51

1.52

2.53

f(x) = 0.000787770437979407 xR² = 0.98373521112542

Influencia de la longitud de la tu-beria

AL Vs LLinear (AL Vs L)

Longitud (mm)

Varia

cion

de lo

ngitu

d (m

m)

5.2. Calcule el valor de “K” promedio para la experiencia de influencia de la longitud de la tubería

K Promedio=(1.75169x 10−5+1.66460 x10−5+1.31199 x10−5)°C−1

3

K Promedio=1.576093x 10−5 °C−1

5.3. Para la experiencia de influencia del diámetro de la tubería, realice el grafico AL vs DN.

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 20

0.20.40.60.8

11.21.41.6

f(x) = 0.685338454948669 xR² = 0.971222496155828

Influencia del diametro de la tu-beria

AL vs DNLinear (AL vs DN)

Diametro nominal en pulgadas

Varia

cion

de la

long

itud

(mm

)




Grupo B


5.4. Calcule el valor de “K” promedio para la experiencia de influencia del diámetro de

tubería

K Promedio=(5.22876 x10−6+7.407407x 10−6+9.84237 x10−6)°C−1

3

K Promedio=7.4928456 x10−6 ° C−1

5.5. Para la influencia de la temperatura, realice el grafico AL vs AT

52 52.5 53 53.5 54 54.5 55 55.5 56 56.51.35

1.41.45

1.51.55

1.61.65

1.71.75

1.81.85

f(x) = 0.0306731318516907 xR² = 0.997980354125737

Influencia de la temperatura

AL vs AtLinear (AL vs At)

Variacion de la temperatura (°C)

Varia

cion

de la

long

itud

(mm

)

5.6. Calcule el valor de “K” promedio para la experiencia de influencia del a temperatura

K Promedio=(7.633587 x10−6+8.356676 x10−6)°C−1

3

K Promedio=7.9951315x 10−5 °C−1




Grupo B


6. ANALISIS DE RESULTADOS

En el siguiente cuestionario contribuirá con el análisis de los resultados para posteriormente definir sus conclusiones sobre la experiencia desarrollada.

6.1. Averigüe los valores de K para acero al carbono, aluminio y cobre.

aceroal carbono=1 .2×10−5℃−1

aluminio=2 .4×10−5℃−1

cobre=1 .7×10−5℃−1

6.2. ¿Qué tipo de juntas de dilatación se utilizan para absorber las dilataciones?

Existen dos tipos de juntas: juntas abiertas y juntas selladas.

Las juntas abiertas: Son el resultado del cálculo exacto del movimiento de dilatación del material en cuestión entre dos juntas consecutivas. Este movimiento en mm será la distancia mínima que hay que dejar entre un paramento y el otro. En pocas palabras: el ancho de la junta. Este tipo de juntas se dejan sin sellar. Son eficaces a nivel constructivo, pero la práctica nos demuestra que van llenándose progresivamente de basura y acaban por no ejercer su función.Las juntas selladas: Son separaciones entre paramentos consecutivos que han sido rellenadas con masillas elásticas para evitar entradas de agua, humedad, basura, etc. Son eficaces en su función y dan una gran durabilidad. El cálculo de su anchura es el resultado de considerar las necesidades de movimiento del paramento y la capacidad de movimiento de la masilla selladora.

6.3. ¿Mediante que dispositivo orientaría las dilataciones en un sistema de tuberías?

La dilatación y el soporte de las tuberías en la práctica pueden clasificarse en las tres aéreas siguientes como se muestra a continuación.




Grupo B


Diagrama de tubería con punto fijo, punto de guía y accesorio de expansión.Fuente: http://www.spiraxsarco.com/ar/pdfs/training/gcm-03.pdf

El punto A fijo es un dato de posición desde donde comienza la dilatación. El punto B permite el movimiento libre de dilatación de la tubería manteniendo a la vez la alineación.

Patín y patín con abrazaderaFuente: http://www.spiraxsarco.com/ar/pdfs/training/gcm-03.pdf

Los patines son un método de soporte de las tuberías, pues permiten el movimiento en dos direcciones. Para las tuberías de acero los patines deben de estar fabricados en material férrico y para tuberías de cobre deben de ser de material no férrico. Es bueno montar una abrazadera en las tuberías soportadas por patines atornillándolas a un soporte a una distancia no más de 6 m para mantener la tubería alineada mientras se dilata y se contrae.El accesorio de expansión C es un método de adaptación a la dilatación estos accesorios se montan en la línea y están diseñados para acomodar la dilatación sin que cambie la longitud total de la tubería.

6.4. Averigüe que datos se debe conocer para seleccionar una junta de dilatación axial.

La potencia a transmitir Características de la transmisión esto es si es uniforme, medianamente impulsiva

o altamente impulsiva. Velocidad, revolución por minuto.

http://www.spiraxsarco.com/ar/pdfs/training/gcm-03.pdf





Grupo B


Dimensiones de los ejes a acoplar. Vibraciones.

6.5. A cuanto metros de separación deben instalarse las juntas de dilatación?

Cuando el movimiento vaya a ser considerable como en tramos de tubería recta de longitud superior a 15m los soportes deben de ser de tipo patín como se mencionó anteriormente, la siguiente tabla puede utilizarse para realizar una instalación correcta.

Fuente: http://biblioteca.sena.edu.co/exlibris/aleph/u21_1/alephe/www_f_spa/icon/15067/pdfs/9.pdf

7. CONCLUSIONES

El coeficiente de dilatación lineal del acero galvanizado sigue una progresión lineal. El diámetro de la tubería influye en la variación de la longitud de manera directamente proporcional.A mayor temperatura, mayor incremento de la longitud A mayor presión en la circuito de tuberías, la tuberías elevan su temperatura más rápido.Siempre debe haber purgas en los circuitos de tubería de vapor para eliminar el condensado.El valor promedio para la constante k es de 1.576093 x10−5° C−1, en el caso de la influencia de longitud. La tubería de 1 ½ “ es la que tuvo la mayor variación de longitud 1.92mm.

8. OBSERVACIONES

http://biblioteca.sena.edu.co/exlibris/aleph/u21_1/alephe/www_f_spa/icon/15067/pdfs/9.pdf





Grupo B


Las tuberías poseen longitudes similares Las tuberías presentaban oxidación en la zona en donde se colocan los relojes comparadores.Se debe tener mucho cuidado cuando se trabaje con vapor, pues puede ocasionar quemaduras.El sonido generado en la zona de escape de vapor es muy fuerte, por lo que es necesario utilizar protección auditiva

9. BIBLIOGRAFIA

Montaje y alineación de acoplamientos, extraído de:http://biblioteca.sena.edu.co/exlibris/aleph/u21_1/alephe/www_f_spa/icon/15067/pdfs/9.pdf

Prescripciones generales para tuberías de vapor, extraído de:http://www.calderasvapor.com/itc2_6.htm

Distribución de vapor, extraído de: http://www.spiraxsarco.com/ar/pdfs/training/gcm-03.pdf

Coeficiente de dilatación lineal, extraído de:http://tochtli.fisica.uson.mx/fluidos%20y%20calor/tablas/Coeficientes%20de%20dilatacion.htm

http://tochtli.fisica.uson.mx/fluidos%20y%20calor/tablas/Coeficientes%20de%20dilatacion.htm

http://tochtli.fisica.uson.mx/fluidos%20y%20calor/tablas/Coeficientes%20de%20dilatacion.htm


http://www.calderasvapor.com/itc2_6.htm



Lab 1 Dilatacion de Tuberias

Documents

Transcript of Lab 1 Dilatacion de Tuberias