DINAMICA DE PROCESOSOBJETIVO: Hacer una funcin de transferencia para ambos sistemas. Evaluar el comportamiento del nivel del segundo tanque con respecto al tiempo. Empleando un estmulo tipo escaln, evaluar e interpretar la dinmica del proceso de llenado de dos tanques con y sin interaccin, determinando los parmetros de control respectivos.

OBJETIVO ESPECIFICO Graficar la curva de desviacin. Para el caso de dos tanques no interactuantes, evaluar e interpretar la respuesta de nivel en el tanque 2 determinado los parmetros de control respectivos. Para el caso de dos tanques interactuantes, evaluar e interpretar la respuesta de nivel en el tanque 2 determinado los parmetros de control respectivos. MARCO TEORICOLas constantes de tiempo son diferentes; an ms, para el caso interactivo; la constante de tiempo mayor es ms grande que en el caso interactivo, la cual da como resultado que el sistema responde ms lentamente.Caso interactivo: responde ms lentamenteCaso no interactivo: responde ms rpido.

Constante de tiempo se compone con diferentes propiedades fsicas y parmetros de operacin del proceso como se observa en esta ecuacin:

Constante de tiempo es dependiente de: Volumen del lquido (V) Capacidades calorficas (Cp y Cv) Flujo del proceso (q)

Si alguna de las condiciones del proceso cambia, tambin cambia la personalidad del proceso y ello se refleja en la velocidad de, respuesta del proceso o constante de tiempo.Otro punto importante es que en este ejemplo el valor de la constante de tiempo permanece constante en todo el rango de operacin de T (t), la cual es una propiedad de los

Tanques en sistema InteractuanteAsuncin:

Es necesario encontrar una funcin de transferencia para los sistemas:Funcin de transferencia que relaciona h2 a q

Funcin de transferencia en cada tanque

Para ello es necesario hacer un balance de masa alrededor de cada tanque.

Balance volumtrico para el primer tanque:Balance volumtrico en el estado no estacionario:

Balance volumtrico en el estado estacionario:

Diferencia de balances:

Tomando variables de desviacin:

El flujo de salida del primer tanque est dado por:

Reemplazando en la ecuacin del balance:

Ordenando convencionalmente la ecuacin

Balance volumtrico para el segundo tanque:Balance volumtrico en el estado no estacionario:

Balance volumtrico en el estado estacionario:

Diferencia de balances:

Tomando variables de desviacin

El flujo de salida del segundo tanque est dado por:

Reemplazando en la ecuacin del balance:

Ordenando convencionalmente la ecuacin

VARIABLES DE DESVIACIONNosotros encontraremos de mucha utilidad en prcticamente todos los casos de estudio de dinmica y control de sistemas lineales tomar la variable de desviacin del estado estacionario en lugar de las variables absolutas.

Nmero de pruebas: 6 PruebasVariables Manipulable (Variable que produce el salto escaln)Caudal de entrada al tanque 1------ Q1 (t)Para cada objetivo se realizara 3 saltos escalones o rampa manipulando la vlvula1 vueltas2 vueltas3 vueltasVariable que se desea controlar Nivel en el primer tanque y el nivel en el segundo tanqueSer consecuencia de la variacin en el caudal de alimentacin en el primer tanque (causa) que a su vez produce variacin en q2 aumentando o disminuyendo h2, segn el sentido de la variacin de Q1 (perturbacin)PerturbacionesPresin hidrostticaCarga

ESPECIFICACIN DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS, MATERIALES E INSUMOS.INSUMOSAgua INSTRUMENTO DE MEDIDACinta MtricaCronometroEQUIPOSMdulo de tanques interactuantes y no interactuantes PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALEl desarrollo de la siguiente practica consta en evaluar la variacin del caudal y nivel en el tanque 2 , como respuesta a un cambio en el caudal de entrada en el tanque 1 , es decir analizaremos la velocidad de respuesta del proceso ,para ello se har lo siguiente La prctica se debe realizar con los implementos de seguridad respectivos: cascos, guantes, lentes de seguridad y el uniforme de laboratorio. Evaluamos si las llaves de salida del agua de los tanques interactuantes estn abiertas para comenzar la prctica.a) Tanques interactuantes Se procede a abrir la vlvula (semiabierta) de agua de cao para empezar a alimentar el tanque 1. A partir de ese instante se debe tomar un tiempo cronolgico. Se monitoreara el tiempo, el nivel (para ambos tanques) y el caudal de salida del tanque 2, hasta que ambos tanques estn a un mismo nivel por el principio de vasos comunicantes. Una vez alcanzado el estado estacionario , se dar el estmulo, en este caso salto escaln (apertura mxima de la vlvula de entrada al tanque 1) Con ello se evaluara la velocidad de respuesta en el segundo tanque , el nivel y el caudal caudal) Se realizaran 3 pruebas variando para cada caso la apertura de la vlvula de entrada (1 vuelta, 2 vueltas y 3 vueltas) respectivamente.b) tanques no interactuantes Evaluamos si las llaves de salida del agua de los tanques interactuantes estn abiertas para comenzar la prctica. Antes se llena el tanque hasta el nivel cero de la cinta mtrica

Se procede a abrir la vlvula para alimentar el tanque 1. Se monitoreara el tiempo, el nivel (para ambos tanques) y el caudal de salida del tanque 2. El nivel para ambos tanques deber alcanzar un estado estacionario (necesariamente no el mismo nivel en ambos tanques, pero si constante ) Una vez alcanzado el estado estacionario, se dar el estmulo, en este caso salto escaln (apertura mxima de la vlvula de entrada al tanque 1, y se evaluara la velocidad de respuesta, el nivel y caudal. Se deber tomar tambin el tiempo necesario para que el sistema retorne al estado estacionario. Se realizaran varias pruebas variando para cada caso la apertura de la vlvula de entrada((1 vuelta, 2 vueltas y 3 vueltas) para cada prueba respectivamente

Hoja de Toma de datosSISTEMA INTERACTUANTE

valvula tiempo (s)caudal entrada(m3/seg)caudal salida(m3/seg)Nivel (cm) (tanque 1)Nivel (cm) (tanque 2)

tanque 1tanque 2

1 vuelta

2 vueltas

3 vueltas

SISTEMA NO INTERACTUANTE

valvula tiempo (s)caudal entrada(m3/seg)caudal salida(m3/seg)caudal salida(m3/seg)Nivel (cm) (tanque 1)Nivel (cm) (tanque 2)

tanque 1tanque 1tanque 2

1 vuelta

2 vueltas

3 vueltas