Página | 1
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO BASADO
EN COMPETENCIAS.
MATERIA: INSTRUMENTACION Y CONTROL
CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA
CLAVE DE LA ASIGNATURA: AEF-1039
SATCA: 3-2-5
SEMESTRE: OCTAVO
ELABORADO POR: I.Q. LUIS ANGEL RIQUER HEREDIA
Revisión Autorización
Academia de
Ingeniería Química
Jefe de División de Ingeniería Química
Página | 2
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
INDICE DE PRÁCTICAS
No. de
Práctica
Nombre de la práctica Página
1 Reglamento de Laboratorio
5
2 Generalidades y conceptos 16
3 Términos y símbolos de instrumentación 19
4 Medidores de presión 22
5 Medidores de flujo 26
6 Medidores de temperatura 30
7 Medidores de nivel 34
Página | 3
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
PRESENTACION
La instrumentación a nivel industrial es de gran importancia, ya que, a través de
esta podemos sensar, registrar, indicar, controlar y modificar los diversos procesos
que son necesarios para la fabricación de todo lo que nos rodea, así como de
brindarnos las comodidades para nuestra vida.
Dentro de la ingeniería es muy importante contar con los instrumentos, equipos o
dispositivos necesarios para poder realizar, más eficientemente, las mediciones y
acciones de control dentro de los diversos procesos industriales, para poder así,
lograr la optimización de los recursos e insumos, sin correr riesgos en
infraestructuras o por parte del personal.
Una herramienta muy importante para lograr lo anterior, es el correcto
conocimiento y uso de la gran variedad de instrumentos con los que se cuenta hoy
en día, siendo la gran mayoría de ellos de utilización muy sencilla.
Éste manual comprende algunas prácticas referentes al conocimiento y utilización
de la instrumentación y el control industrial, para la mayor comprensión del curso.
Al término de esta materia el estudiante contará con conocimientos sobre los
instrumentos, el control y algunas características del ambiente industrial para la
solución de problemas prácticos del área de la ingeniería en que se desarrolla.
Página | 4
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
COMPETENCIAS A DESARROLLAR.
Competencias específicas: Conocer la simbología utilizada en la Instrumentación. Conocer los principios para la medición de las variables de proceso: Conocer los diferentes tipos de medidores de presión, flujo, nivel y temperatura. Conocer los elementos finales de control. Deducir el modelo matemático de sistemas físicos. Comprender los conceptos fundamentales de los elementos y sistemas de control. Obtener la respuesta en el dominio del tiempo de sistemas físicos, partiendo de los modelos matemáticos y transformados al dominio de Laplace. Comprender los efectos de los diferentes modos de control (P, PI, PID) en la respuesta de los sistemas. Reconocer la estabilidad de sistemas de control automático. Determinar los parámetros de ajuste de los Controladores a lazo cerrado. Conocer algunas de las diferentes estrategias de control de procesos químicos.
Competencias genéricas: Competencias instrumentales • Capacidad de análisis y síntesis • Capacidad de organización y Planificación. • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. • Resolución de casos prácticos Competencias interpersonales • Razonamiento crítico • Trabajo en un equipo de carácter Interdisciplinario. • Trabajo en un contexto internacional. • Capacidad para comunicarse con expertos de otras áreas Competencias sistémicas • Aprendizaje autónomo. • Adaptación a nuevas situaciones. • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica
Página | 5
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica No. 1
Nombre de la Práctica: REGLAMENTO DE LABORATORIO
1.- Objetivo
El estudiante recordará las normas que rigen la entrada y estancia dentro del
laboratorio de Ingeniería Química- Bioquímica, para la realización de prácticas en
el mismo, por parte de cualquiera de las asignaturas.
2.-Introducción
El reglamento de laboratorio es la normativa vigente, dentro de ésta área de trabajo, para
poder realizar de manera eficiente y sin riesgos, la totalidad de las prácticas asignadas
por el docente o academia correspondiente para el mejor aprovechamiento de la
asignatura por parte del estudiantado.
En él, se consideran los puntos de asistencia a clases, vestimenta, equipo de seguridad y
protección personal, reactivos, equipos de laboratorio y requisitos generales de acceso y
permanencia en él.
De igual manera importante es la estancia dentro de las instalaciones. Por lo que
también, se hacen algunas prohibiciones que deben tomarse en cuenta con mucha
atención.
Página | 6
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
3.-Materiales, Reactivos y Equipos
Materiales Equipos Reactivos
1
Copia del reglamento oficial
vigente del laboratorio de
Ing. Bioquímica. y Química
del ITESCO
N/A N/A
2 Norma Mexicana NOM-
005-STPS-1998.
4.- Procedimiento.
a) De forma grupal, leer el reglamento oficial vigente del laboratorio de Ing.
Química y Bioquímica del ITESCO.
b) Al término de la lectura (o según lo indique el docente), comentar los
aspectos que no se consideren claros.
c) Realizar una breve visita (acompañados por el docente) a todas las
áreas del laboratorio de Ing. Química y Bioquímica del ITESCO e
identificar claramente el área destinada para la elaboración de las
prácticas de la asignatura de Laboratorio Integral 1.
d) El alumno, de acuerdo a su experiencia y trabajo dentro del laboratorio,
redactará algunas sugerencias a las jefaturas correspondientes para
poder modificar, para una mayor eficiencia en el laboratorio, el
reglamento vigente.
Página | 7
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
5.-Cuestionario:
a) ¿Cuál es la importancia de contar con un reglamento en el Laboratorio
escolar?
b) ¿Sabes quién es el encargado del mismo? De ser afirmativa la respuesta,
escribe su nombre, o en su defecto investiga al respecto.
c) ¿Sabes a quien acudir si existe algún problema o accidente? De ser
afirmativa la respuesta, escribe su nombre, o en su defecto investiga al
respecto.
6.- Referencias Bibliográficas:
Reglamento de laboratorio de Ingenierías Bioquímica y Química del
Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos. .
Norma Mexicana NOM-005-STPS-1998.
Página | 8
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica No. 2
Nombre de la práctica: GENERALIDADES Y CONCEPTOS
1.- Objetivo
El estudiante conocerá las partes principales de un sistema de control, para su
mayor comprensión. Identificará cada uno de sus elementos y reconocerá su
importancia dentro del mismo.
2.-Introducción
En ésta práctica el estudiante aplicará los conocimientos adquiridos en el salón de clases,
para poder identificar los elementos de un sistema de control básico, mediante sus
características principales.
El estudiante trabajará en equipos con sus compañeros de clases. Debatirán entre ellos,
para obtener las respuestas correctas de los reactivos de la práctica y plasmaran los
resultados de sus conclusiones. Lo cual será revisado por el docente asignándole el valor
de calificación considerado en su instrumentación didáctica.
3.- Materiales, equipos y reactivos
Equipos y/o instrumentos Reactivos
Torre de destilación No aplica
Página | 9
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
4.-Procedimiento
1.- Describe con tus propias palabras la importancia de la instrumentación y
control.
2.- ¿A que nos referimos al hablar de un bucle cerrado?
3.- Menciona los rangos más utilizados para las siguientes señales:
a) Señal neumática:
b) Señal eléctrica-electrónica
4.- Describe los siguientes elementos de un sistema de control y menciona sus
principales características:
a) Transmisor b) Registrador c) Convertidor d) Controlador e) Elemento primario de medición
5.- Describe, detalladamente, el significado de cada una de las siguientes
identificaciones de instrumentos
a) PIT-20C
b) FV – 200C
c) HV-301B
d) PIC-101
e) LC -501E
f) PE-204
g) LRT - 101
h) TE-100E
6.- Menciona las normas propuestas por la ISA, para la estandarización de los
instrumentos, la medición y control de los procesos industriales.
Página | 10
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
5.-Cuestionario
d) ¿Qué es un sistema de control?
e) ¿Cuáles son los elementos principales de un sistema de control?
f) ¿Por qué es importante la instrumentación en nuestra vida diaria?
6.- Referencias Bibliográficas
Instrumentación Industrial. Antonio Créus Solé. Alfa Omega
Página | 11
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica 3
Nombre de la práctica: TERMINOLOGÍA Y SIMBOLOGÍA DE INSTRUMENTOS
1.-Objetivo
Conocer la terminología y la simbología empleada en términos de la
instrumentación. Para poder analizar y comprender con mayor eficiencia los temas
de estudio correspondientes. Identificar la simbología pertinente de algunos
instrumentos y sus nomenclaturas dentro de un lazo de control.
2.-Introducción
En ésta práctica se abordara la terminología propia de los sistemas y procesos de
control, en lo que respecta a sus partes, equipos, símbolos, conceptos, etc. A fin
de lograr una mejor comprensión de los mismos.
El estudiante trabajará en equipos con sus compañeros de clases. Debatirán entre
ellos, para obtener las respuestas correctas de los reactivos de la práctica y
plasmaran los resultados de sus conclusiones. Lo cual será revisado por el
docente asignándole el valor de calificación considerado en su instrumentación
didáctica.
3.- Materiales Reactivos, y Equipos
Equipos y/o instrumentos Reactivos
No aplica No aplica
Página | 12
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
4.- Procedimiento
1.- Según la terminología propuesta por la SAMA, describe, con tus propias
palabras, cada uno de los siguientes conceptos:
a) Alcance:
b) Sensibilidad:
c) Exactitud:
d) Ruido:
e) Precisión:
f) Temperatura de servicio:
2.- ¿Cuáles son los tipos de diagramas de flujo existentes? Descríbelos.
3.- ¿Qué es un Diagrama de Tubería e Instrumentación? Describe su clasificación.
4.- Anota el nombre correcto del equipo o instrumentos correspondiente a la
Siguiente simbología
Página | 13
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
5.- Realiza el diagrama a bloques y la explicación del funcionamiento, de los
procesos:
- Sistema de agua doméstico (tinaco).
- Sistema de enfriamiento del refrigerador.
- Elaboración de tortillas (de máquina).
Para los diagramas a bloques, deberás
- Utilizar los términos técnicos reales de cada uno de los procesos, sus
partes y sus funciones.
- En los bloques deberás indicar las etapas principales de los procesos
correspondientes.
- Deberás indicar los tipos de señales o productos finales de cada etapa,
mismos que serán la entrada de la siguiente etapa.
5.-Cuestionario
a) ¿Por qué crees que sea importante manejar una terminología estándar
dentro de la instrumentación?
b) ¿Cuál es el objetivo de utilizar la simbología dentro de la instrumentación?
c) ¿Cuáles son los símbolos de la instrumentación más utilizados?
6.- Referencias Bibliografícas
Instrumentación Industrial. Antonio Créus Solé. Alfa Omega
Página | 14
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica 4
Nombre de la Práctica: MEDIDORES DE PRESIÓN
1.-Objetivo
El estudiante recordará, de los temas vistos en clase, los distintos medidores de
presión utilizados en la industria. Recordará sus características principales de
operación y de utilización.
2.-Introducción
Dentro de los procesos industriales, se cuenta con una gran variedad de sensores
para poder realizar la medición de las variables de un proceso determinado. En
ésta práctica solo abordaremos el tema de la presión y de los sensores
especializados, por sus características, en la medición de ésta variable.
El estudiante trabajará en equipos con sus compañeros de clases. Debatirán entre
ellos, para obtener las respuestas correctas de los reactivos de la práctica y
plasmaran los resultados de sus conclusiones. Lo cual será revisado por el
docente asignándole el valor de calificación considerado en su instrumentación
didáctica
3.- Materiales, Reactivos y Equipos
Equipos y/o instrumentos Reactivos
Torre de destilación
Evaporador de película
No aplica
Página | 15
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
4.-Procedimiento
1.- Responde las siguientes preguntas:
a) Son las presiones manométricas inferiores a la atmosférica, mientras más
cerca está del cero absoluto, más grande es su magnitud:
Manométricas Absolutas Vacío Atmosférica
b) Es el valor de la presión atmosférica:
17.4 psi 14.5psi 110.35 Kpa 14.7 psi 17.7 psi
c) Es la diferencia de la presión absoluta y la manométrica:
Vacío Atmosférica Relativa Diferencial
d) Es la clasificación de los instrumentos de presión:
Mecánica, eléctrica, hidráulica Neumática, Física, Hidráulica, sónica
Neumática, mecánica, electromecánica
e) Se deforman por la presión interna del fluido que contienen
Elementos de medida directa Elementos primarios elásticos
Elementos de medida indirectos
f) Los elementos primarios elásticos más utilizados son:
Tubo Venturi, espiral, fuelle Diafragma, Pitot, Bourdón
Bourdón, diafragma, helicoidal
g) Es el más utilizado de los elementos primarios elásticos, es un tubo aplanado
hueco, fabricado generalmente de acero inoxidable.
Diafragma tubo de Bourdón Fuelle Tubo Venturi
Página | 16
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
h) Se forma al arrollar un tubo de Bourdón alrededor de un eje común, se fabrica
en acero inoxidable.
Fuelle espiral diafragma helicoidal
i) Está hecho de una sola pieza flexible axialmente, puede dilatarse o contraerse
considerablemente debido a la presión suministrada.
Fuelle diafragma helicoidal espiral tubo de Bourdón
j) Es una fuerza por unidad de superficie y puede expresarse en unidades tales
como pascal, bar, atmosferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi.
Tensión Presión absoluta Vacío Presión
2.- Acude a algún taller mecánico o de hojalatería y pintura, y elabora lo siguiente:
- El diagrama a bloques del sistema de compresión, auxiliándose del CAD.
- El diagrama con simbología del sistema de compresión. Explica su
operación, auxiliándose del CAD.
- Explica el funcionamiento del E. P. M. del sistema.
- Mediante fotografías indica las distintas partes del sistema e instrumentos
más importantes.
- Mediante fotografías indica las herramientas necesarias para brindarle un
servicio de mantenimiento al sistema.
3.- Identifica, prácticamente las partes de un Manómetro, como principal Elemento
Primario de Medición de la variable presión y explica su funcionamiento básico.
Evidencia fotográfica.
5.-Cuestionario
a) ¿Cuál es la utilidad de un dispositivo sensor de presión?
b) ¿Cuáles son las unidades de medida convencionales en ésta variable de
proceso industrial?
c) ¿Cuáles son los valores estándar de una señal neumática?
d) ¿Cuál es la importancia de poder realizar las mediciones de ésta variable
en los procesos industriales?
Página | 17
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
e) ¿Cuáles son los instrumentos más importantes dentro de la medición de la
presión a nivel industrial? ¿En qué otras áreas laborales pueden aplicarse
estos u otros medidores de presión? Menciona algunos (as).
6.- ReferenciasBibliografía
Instrumentación Industrial. Antonio Créus Solé. Alfa Omega
Página | 18
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica 5
Nombre de la práctica: MEDIDORES DE FLUJO
1.-Objetivo
El estudiante recordará, de los temas vistos en clase, los distintos medidores de
flujo utilizados en la industria. Recordará sus características principales de
operación y de utilización.
2.-Introducción
Dentro de los procesos industriales, se cuenta con una gran variedad de sensores para
poder realizar la medición de las variables de un proceso determinado. En ésta práctica
solo abordaremos el tema del flujo y de los sensores especializados, por sus
características, en la medición de ésta variable. El estudiante trabajará en equipos con
sus compañeros de clases. Debatirán entre ellos, para obtener las respuestas correctas
de los reactivos de la práctica y plasmaran los resultados de sus conclusiones. Lo cual
será revisado por el docente asignándole el valor de calificación considerado en su
instrumentación didáctica.
3.- Materiales, Reactivos y Equipos
Equipos y/o instrumentos Reactivos
Torre de destilación
Evaporador de película
Intercambiador de calor UHTU
No aplica
Página | 19
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
4.-Procedimiento
1) Subraye la respuesta correcta.
a) Nos indica los intervalos de medición de los instrumentos medidores de flujo.
Exactitud Perdida de presión Rango Tipo de fluido
b) Una de sus aplicaciones se encuentra en la industria automotriz, en el carburador de los automóviles.
Tubo Pitot Tubo Venturi Tubo Anular Tipo
turbina
c) Éste factor puede afectar el funcionamiento o medición de los instrumentos.
En él se encuentran las propiedades y condiciones del fluido.
Perdida de presión Tipo de fluido Rango Exactitud
d) Al instalar la placa de orificio, en una tubería, ¿dónde se realiza la toma de baja presión?
Antes de la placa de orificio Después de la placa de orificio
En la restricción de la placa
e) Produce una señal de salida eléctrica utilizando una bobina insertada en un
carrete de la tubería. Dentro de la tubería cuenta con unas aspas que son
accionadas por el flujo.
Tubo Pitot Tipo turbina Placa de orificio Tubo Ventur Ultrasónico
f) Existen de dos tipos, Doppler y tránsito. Utiliza para su funcionamiento pares de instrumentos, uno emisor y otro receptor. Su señal de salida es eléctrica.
Medidor magnético Tipo turbina Placa de orificio Medidor Ultrasonido
Página | 20
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
g) Es el elemento primario de medición de flujo más utilizado debido a sus características de bajo costo y funcionalidad.
Tubo Venturi Placa de orificio Tubo Pitot Medidor ultrasonido
h) Una gran desventaja de éste instrumento es la necesidad de un flujo ligeramente conductor y con impurezas.
Tipo turbina Tubo Anular Ultrasónico Magnético Tubo Pitot
i) Estos instrumentos producen una señal de salida eléctrica proporcional a la velocidad del flujo a través de la tubería.
Tubo Pitot, placa de orificio, tipo turbina
Medidor magnético, tipo turbina, placa de orificio
Ultrasonido, medidor magnético, turbina
Tipo turbina, medidor magnético, Anular
2.- Investiga una aplicación industrial real de la placa de orificio, presenta
diagramas de procesos, funcionamiento, etc. Puedes apoyarte con simbología,
fotografías, CAD, equipos, accesorios, montaje de demostración, videos de
experimentación por parte del equipo, etc.
3.- Experimento. Realiza un montaje de demostración del funcionamiento del
Elemento Primario de Medición tipo turbina. Proporciona las especificaciones
técnicas de todo lo utilizado en el experimento.
Página | 21
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
5.-Cuestionario
a) ¿Cuál es la utilidad de un dispositivo sensor de flujo?
b) ¿Cuáles son las unidades de medida convencionales en ésta variable de
proceso industrial?
c) ¿Cuál es la importancia de poder realizar las mediciones de ésta variable
en los procesos industriales?
d) ¿Cuáles son los instrumentos más importantes dentro de la medición del
flujo a nivel industrial? ¿En qué otras áreas laborales pueden aplicarse
estos u otros medidores de flujo?
6.-Referencias bibliográficas
Instrumentación Industrial. Antonio Créus Solé. Alfa Omega
Página | 22
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica No. 6
Nombre de la práctica: MEDIDORES DE TEMPERATURA
1,-Objetivo
El estudiante recordará, de los temas vistos en clase, los distintos medidores de
temperatura utilizados en la industria. Recordará sus características principales de
operación y de utilización.
2.-Introducción
Dentro de los procesos industriales, se cuenta con una gran variedad de sensores
para poder realizar la medición de las variables de un proceso determinado. En
ésta práctica solo abordaremos el tema de la temperatura y de los sensores
especializados, por sus características, en la medición de ésta variable.
El estudiante trabajará en equipos con sus compañeros de clases. Debatirán entre
ellos, para obtener las respuestas correctas de los reactivos de la práctica y
plasmaran los resultados de sus conclusiones. Lo cual será revisado por el
docente asignándole el valor de calificación considerado en su instrumentación
didáctica.
3.- Materiales, Reactivos y Equipos
Equipos y/o instrumentos Reactivos
Torre de destilación
Intercambiador de calor UHTU
No aplica
Página | 23
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
4.-Procedimiento
1.- Subraye la respuesta correcta.
a) Es el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente).
Termómetro de vidrio Pirómetro Termocupla Bimetálico Circuitos integrados
b) Termocupla hecha a base de un alambre de hierro y otro de Constantán. R S B J T K
c) Primeros dispositivos utilizados para la medición de la temperatura en la industria y procesos de producción.
Termocuplas y RTD Bimetálicos y Termopares Termómetro de vidrio y bimetálicos RTD y Termopares
d) Consiste de la unión que se realiza con dos metales de diferente dilatación lineal, se unen con el fin de producir efectos diferenciales. Utilizan el fenómeno de cambios volumétricos, para su funcionamiento.
Bimetálicos Pirómetros Termocuplas Termómetro de vidrio RTD
e) Fluidos utilizados en los termómetros de vidrio para la medición de las temperaturas.
Butano, mercurio Alcohol Pentano Mercurio Tolueno Pentano Butano
f) Es uno de los instrumentos de NO CONTACTO más comunes. Pirómetro Termistor Termopar Bimetálico RTD
Página | 24
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
g) La cantidad que un material cambia en longitud con la temperatura. Coeficiente de expansión térmica Dilatación específica Coeficiente térmico
h) Son los tipos más utilizados de termocuplas. Ocupan aproximadamente el 80% de las aplicaciones de dicho instrumento.
R, S, B S y T B, T, J K, J, B J y K K y T
i) Termocuplas utilizadas casi exclusivamente en la industria siderúrgica por sus características térmicas.
R, S, B S y T B, T, J K, J, B J y K K y T
j) Son frágiles, requieren de una posición específica para funcionar, además de tener un rango muy limitado de la variable. Razones por las cuales fueron remplazados de sus aplicaciones industriales.
Termocuplas Termómetro de vidrio Bimetálicos RTD Pirómetros
k) Es un dispositivo resistivo con semiconductores termosensibles cuya resistividad varía en función de la temperatura (T).
Termopar RTD Pirómetro Bimetálico Termistor
l) Su principio de funcionamiento se basa en el hecho de que un metal al calentarse, cambia su valor de resistencia.
Termopar RTD Pirómetro Bimetálico Termistor 2.- Realiza las siguientes actividades
- Elabora el diagrama a bloques y uno con simbología, del sistema de
calentamiento de agua utilizando un boiler, en una casa habitación. Según
Página | 25
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
las características del sistema, proponer un E. P. M. adecuado para el
mismo y justificar su decisión.
- Auxiliándose del CAD-2D, elabora un diagrama de tuberías del mismo.
3.- Realiza las siguientes investigaciones:
- Elabora el diagrama de una aplicación industrial del termopar tipo J,
utilizando simbología.
- Elabora el diagrama a bloques de una aplicación industrial del bimetálico.
Indicando todas las partes que lo conforman.
- Realiza un video, con duración de 10 minutos, explicando la importancia de
los sensores de temperatura vistos en clase. Apoyándose en la explicación
de un proceso, de su elección, correspondiente a ésta variable.
5.-Cuestionario
a) ¿Cuáles son las utilidades de los dispositivos medidores de temperatura?
b) ¿Cuáles son las unidades de medida convencionales en ésta variable de
proceso industrial?
c) ¿Cuál es la importancia de poder realizar las mediciones de ésta variable
en los procesos industriales?
d) ¿Cuáles son los instrumentos más importantes dentro de la medición de la
temperatura a nivel industrial? ¿En qué otras áreas laborales pueden
aplicarse estos u otros medidores de temperatura?
6.-Referencia bibliografía
Instrumentación Industrial. Antonio Créus Solé. Alfa Omega
Página | 26
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
Práctica No. 7
Nombre de la práctica: MEDIDORES DE NIVEL
1.-Objetivo
El estudiante recordará, de los temas vistos en clase, los distintos medidores de
nivel utilizados en la industria. Recordará sus características principales de
operación y de utilización.
2.-Introducción
Dentro de los procesos industriales, se cuenta con una gran variedad de sensores
para poder realizar la medición de las variables de un proceso determinado.
En ésta práctica solo abordaremos el tema de la variable nivel y de los sensores
especializados, por sus características, en la medición de ésta variable.
El estudiante trabajará en equipos con sus compañeros de clases. Debatirán entre
ellos, para obtener las respuestas correctas de los reactivos de la práctica y
plasmaran los resultados de sus conclusiones. Lo cual será revisado por el
docente asignándole el valor de calificación considerado en su instrumentación
didáctica.
3.- Materiales, Reactivos y Equipos
Equipos y/o instrumentos Reactivos
Torre de destilación
Intercambiador de calor UHTU
No aplica
Página | 27
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
4.-Procedimiento
a) Éste método se basa en la diferencia entre el peso del cuerpo y la fuerza de flotación hacia arriba que el medio ejerce sobre el cuerpo (Ley de Arquímedes).
Flotador Método de columna de vidrio Desplazamiento
Medidor de capacitancia Burbujeo
b) Los instrumentos de flotador consisten en un flotador situado en el seno del
líquido y conectado al exterior del tanque indicando directamente el nivel. La conexión puede ser:
Directa, magnética o hidráulica Indirecta, remota, magnética
Directa, Remota, Indirecta
c) Son las dos divisiones inmediatas en las que se clasifican los medidores de nivel, medidores de:
Sólidos y gases líquidos y plasmas Gases y plasmas
Líquidos y sólidos líquidos y gases
d) Algunos de los instrumentos de medición de nivel:
Flotador, bimetálico, Tubo Venturi Manómetro, Termistor, Diafragma
Flotador, mirilla vidrio, burbujeo
Página | 28
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
e) Este método de medición utiliza un cuerpo hueco el cual flota sobre la superficie del líquido variando su posición de acuerdo a los cambios de nivel:
Tubo de vidrio Flotador Burbujeo desplazamiento
Medidor de capacitancia Ultrasonido
f) Este método de medición actúa sobre un indicador por medio de palancas, su rango está limitado por la dimensión del brazo de las palancas.
Tubo de vidrio Flotador Burbujeo desplazamiento
Medidor de capacitancia Ultrasonido
g) Éste método consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a
bloques metálicos en un recipiente abierto o cerrado, en conjunto con tres válvulas del sistema.
Flotador Burbujeo desplazamiento
Medidor de capacitancia Método de columna de vidrio
h) En éste tipo de medición intervienen una sonda metálica y las paredes
mismas del tanque contenedor del fluido.
Flotador Método de columna de vidrio Desplazamiento
Medidor de capacitancia Burbujeo
i) Éste método realiza la medición de nivel midiendo la presión requerida para que un flujo constante de aire venza la presión hidrostática de un líquido.
Flotador Método de columna de vidrio Desplazamiento
Medidor de capacitancia Burbujeo
Página | 29
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
j) Éstas son las desventajas de utilizar éste método de medición de nivel: Requiere líneas, equipo y consumo de aire. Peligro de acumulación del medio en el tubo. No es adecuado para uso en recipientes presurizados.
Desplazamiento Burbujeo Método de columna de vidrio
Flotador Medidor de capacitancia
2.- Observa detenidamente el sistema de llenado del tanque de descarga, del WC
en tu vivienda y, a partir de él, construye un diagrama del funcionamiento del
mismo. Describe el funcionamiento del mismo. Responde las siguientes
preguntas:
- ¿Por qué utilizar un flotador para el sistema y no otro E. P. M. de nivel?
- ¿Qué ventajas y/o desventajas, ofrece el sistema de flotador, respecto a
otros medidores de nivel?
3.- Consulta en un taller eléctrico automotriz, el control del nivel, del tanque de la
gasolina de un automóvil y elabora lo siguiente:
- Un diagrama eléctrico del sistema de control del nivel de gasolina.
- Menciona los instrumentos y accesorios posibles a utilizar para realizar un
mantenimiento al mismo.
- Describe el funcionamiento del mismo. ¿Qué características tiene?
- ¿Qué tipo de sistema de control es?
Página | 30
Unidad: Instituto Tecnológico Superior de
Coatzacoalcos.
Edición
No. 1
Fecha de Edición:
Enero 2013
Departamento: Ingeniería Química.
Materia:
INSTRUMENTACION Y CONTROL
5.-Cuestionario
a) ¿Cuáles son las utilidades de los dispositivos medidores de nivel?
b) ¿Cuáles son las unidades de medida convencionales en ésta variable de
proceso industrial?
c) ¿Cuál es la importancia de poder realizar las mediciones de ésta variable
en los procesos industriales?
d) ¿Cuáles son los instrumentos más importantes dentro de la medición de la
variable nivel industrialmente?
e) ¿En qué otras áreas laborales pueden aplicarse estos u otros medidores
de nivel?
6.-Referencia bibliografía
Instrumentación Industrial. Antonio Créus Solé. Alfa Omega