SIMBOLOGÍA

ECUACIONES

1)Mencione 6 materiales de construcción de las tuberías y su información:

*Acero al carbón y galvanizado: diseñadas con un diámetro y espesor y se usan en sistema hidráulicos, intercambiadores de calor

*cobre rígido: son de tipo K (instalaciones subterráneas ),tipo L(usado en plomería, refrigeración) tipo M(edificios, comercios)

*latón: no se oxidan, no corroe y se usa para fluidos corrosivos

*concreto: tuberías bastante resistentes de drenaje.

*arcilla vitrificada: resisten altas temperaturas, presiones y son fuertes y se usa en tubería de campos de petróleos

*polietileno: flexible, resistente, fácil instalación se usa en sistemas de riego ,sistemas de agua rurales.

2)Qué se entiende por longitud equivalente, qué representa físicamente y para que la utiliza?

Representa la perdida de energía por fricción en un tramo recto.

Son dos Long. equiv absoluta :Le b Mide la longitud equivalente en unidades de tubo recto y

Long equiv relativa : Le/di expresado en relación al diámetro del tubo

3)Obtener un monograma para su cálculo de la longitud equivalente para una válvula de globo y de una válvula de compuerta .

Para relativas

Tabla3-1 pag 37 (Manual)

Factores de pérdida debida a la fricción de varios accesorios para tubo:

ACCESORIO K Le/diVálvula de globo

totalmente abierta7.5 350

Válvula de cuña totalmente abierta

3.8 170

Válvula de compuerta

totalmente abierta

0.15 7

Codo 90° estándar 0.7 30Codo radio corto 0.9 20

Codo 90° radio largo

0.4 20

Codo 45° estándar 0.35 15

Las ecuaciones para long equiv absoluta son:

Le valvula de globo= (∆P)válvula de globo) / ((∆p)o-p/2m)

Le valvula de compuerta=(∆P)válvula decompuerta) / ((∆p)o-p/2m)

4) Explique las ecuaciones de darcy y fany y sus términos :

Sirven para calcular el factor de friccion de darcy con ayuda de un diagrama de moody con estas ecuaciones se obtendrá el valor

RE=divp/μ [=] (m*m/s*Kg/m3)/(Kg/ms)

Rugosidad =ε/d [=] mm/mm

5) Explique el diagrama de moody y fox:

Con los valores de núm. de Reynols y la de rugosidad relativa se puede conocer el factor de friccion de darcy.

6)¿Qué es el diámetro equivalente y para qué se utiliza?

Es cuatro veces el radio hidráulico.

7)¿Qué se entiende por un lecho empacado?

Es un sistema termodinámico compacto, atravesado por un flujo. Este sistema termodinámico se conforma de partículas sólidas, con propiedades físicas y químicas similares. Es un recipiente generalmente de sección transversal circular que contiene en su interior partículas sólidas (empaques) distribuidas al azar o en forma ordenada (empaque integral). Las columnas empacadas son un medio eficiente, para llevar a cabo varios procesos entre fases como la transferencia de calor y masa; y la extracción de impurezas de un gas.

8) ¿Qué tipos de empaque hay? Mencione seis.

Formadas por partículas sólidas de diversos tamaños y de formas regulares o irregulares y pueden fabricarse en diferentes materiales, algunos irregulares de material cerámico y esféricos de vidrio.

(Página 84, manual) Ejemplos:

1) Carbón en polvo2) Arena3) Vidrio triturado4) Trozos de porcelana5) Piedras6) Anillos Raschig

9)Mencione siete características de los empaques y su función.

El empaque tiene como función ofrecer su superficie específica como área humectable para favorecer el contacto entre las fases y así dinamizar los fluxes de transferencia entre las mismas. Debe procurarse una caída de presión tan baja como sea posible

Características:Debe ser químicamente inerte ante el fluido que se

expone.

Debe tener resistencia al impacto.

Debe tener resistencia al desgaste (dureza).

No debe tener un peso excesivo

Debe de permitir el paso de la corriente sin una caída de presión excesiva.

Debe proporcionar un buen contacto entre el líquido y el gas.

No debe tener un costo exorbitante

10) ¿Qué operaciones de ingeniería química se pueden efectuar con lechos empacados? Mencione seis.

Absorción o intercambio iónico

Cristalización

Gasificación

Lavado de partículas sólidas.

Reacciones catalíticas heterogéneas

Producción de biodiesel

11) ¿Qué es una bomba hidráulica?

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli.

12) Mencione de manera general la clasificación de bombas

Hay 2 clases de bombas: centrífuga(Dinámica) y Rotatorias.

13) Componentes de una bomba centrifuga

Una bomba está compuesta por los siguientes componentes principales:

• Carcasa de la bomba • Motor • Rodete

Corte esquemático de una bomba centrífuga. 1a carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 soporte de cojinetes, 3 tapa de depresión, 4 apertura del eje, 5 cierre del eje, 6 eje.

14) Mencione la función de las bombas centrifugas

El flujo entra a la bomba a través del centro u ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las paletas del rodete lo

transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de presión a la salida

15) ¿Cómo se calcula la carga de una bomba?

Es el número de metros de líquido que ejercen una presión igual a la presión suministrada al fluido por la bomba.

H=∆ Pw

ΔP=Presión suministrada por la bomba al líquido= Kgf/m2

W=peso específico del líquido bombeado = kgf/m3

H=carga suministrada por la bomba al líquido =m

16) ¿Qué es carga/cabeza/altura de una bomba (H)?

Es la energía proporcionada por una bomba a un sistema, se expresa como la cabeza equivalente del líquido del que está siendo bombeado y se conoce como la cabeza total de la bomba.

Cabeza del líquido: es la altura que tiene una columna determinada de líquido.

17) Mencione el arreglo más conveniente de un sistema de bombeo para aumentar su gasto

El arreglo en paralelo, porque de esta forma, la asociación en serie de dos bombas idénticas permite la impulsión de fluido cuando con una solo no era posible e impulsar un caudal mayor.

18) Calcule la carga (H) para un sistema en serie y uno en paralelo, y represente las gráficas para un arreglo en serie y uno en paralelo, suponiendo que las bombas son iguales y sólo utiliza 2 bombas.

Si dos o más bombas idénticas se conectan en serie, la descarga pasa a través de cada bomba por turnos y soporta un incremento en la cabeza.

Las bombas centrífugas son capaces de proporcionar desde caudales muy pequeños a muy elevados; sin embargo, las presiones de salida de dichas bombas son, las mayores, de

unos 500 kPa, que es un valor inferior a las presiones que son capaces de proporcionar las bombas alternativas de desplazamiento positivo. Sin embargo, las presiones proporcionadas por las bombas centrífugas pueden incrementarse asociando bombas en serie.

La curva resultante de la curva característica de la asociación de dos bombas diferentes en serie se obtiene de idéntica manera, sumando las alturas que se obtienen para cada caudal.

La bomba 1 no es capaz de impulsar líquido en el sistema cuya curva se muestra. Si se acoplara otra bomba idéntica a la bomba 1 en serie, el caudal que circularía por las dos bombas sería el mismo.

Por tanto, el mismo caudal recibiría igual energía por cada bomba (ya que son iguales), por lo que la curva característica resultante de la asociación de dos bombas será la suma de la altura proporcionada por cada bomba al mismo caudal, como se muestra en la Grafica:

El caudal total Q que circula por el sistema será la suma de los caudales impulsados por cada bomba. Por tanto, para una altura o energía por unidad de peso requerida por el sistema, en la asociación de bombas en paralelo, impulsará cada una el caudal correspondiente a esa altura requerida. Es decir, la curva característica correspondiente a la asociación de bombas se construye sumando los caudales que proporcionan las bombas a una H determinada.

Si dos o más bombas idénticas se conectan en paralelo, la cabeza a través de cada bomba es igual y el caudal se distribuye por igual entre las bombas.

19)¿Qué es la CSNP ,Carga de succión neta positiva o NPSH (del inglés "net positive suction head)?

Es la carga de aspiración total, determinada en la succión de la bomba, menos la presión de vapor del líquido a la temperatura que circula, ambas expresadas en metros

20) ¿Cuál es el disponible y cuál es el requerido?

(NPSHdisp) : Este NPSH disponible se ha calculado a la entrada de la bomba y no en el punto físico donde la bomba

impulsa al fluido. Dado que el fluido por el interior de la bomba puede pasar por estrechamientos y accesorios que produzcan más pérdidas de carga antes de llegar a las partes móviles que comunican la energía, los fabricantes de las bombas proporcionan "NPSH requerido",característica de la misma y función del diseño de la bomba.

El "NPSH requerido" es el valor en que la presión absoluta, en el punto de succión de la bomba, debe exceder a la presión de vapor del líquido. Por tanto para que una bomba funcione correctamente sin riesgos de cavitación, el NPSH disponible del sistema habrá de ser mayor que el NPSH requerido de la bomba (NPSHdisponible > NPSHrequerido), teniendo que tomar en ambos la cota de la bomba como origen de energías potenciales.

21)¿Cuál del fabricante y cuál del proveedor?

Los fabricantes proporcionan el NPSH requerido por la bomba en función del caudal. Éste depende las características de la bomba y se determina experimentalmente.

El comprador debe calcular el NPSH disponible para el caudal de proceso y si este es mayor que el NPSH requerido la cavitación no se producirá.

22)¿Qué es la cavitación de una bomba?

La cavitación es un fenómeno físico que se produce cuando la presión del agua o cualquier otro fluido disminuyen por debajo de la presión de vapor del fluido a la temperatura de proceso.

23)¿Cómo se evita y como se corrige?

Podemos atacar varios factores a la hora de evitar la aparición de este fenómeno como puede ser reducir las pérdidas de carga en la aspiración, tratar de presurizar el tanque de aspiración, aumentar el nivel del mismo, reducir la altura de

aspiración cuando ésta sea negativa, variar en la medida de lo posible la temperatura del líquido bombeado e incluso instalar una pequeña recirculación desde la tubería de impulsión hasta un punto justo a la entrada de la bomba. Si, por el contrario, no existe forma de modificar el sistema puede llegar a ser preciso modificar las condiciones, de forma que pueda utilizarse una bomba distinta con un NPSH requerido más bajo.

24) Recomiende el tipo de bombas que utilizaría para el siguiente fluido:

Concreto, sopas (comestibles), agua, acetona, cloruro de metileno, fluidos cerámicos

CONCRETO: Para cuando se van a colocar cantidades relativamente grandes de concreto, se usan bombas mecánicas pesadas con una capacidad nominal de hasta 138 yardas cubicas por hora, o Bombas de línea pequeña, el concreto se bombea por un conducto de 4 in o menos de diámetro.

SOPAS COMESTIBLES: Bomba hidráulica de pistón con accionamiento de válvula, capacidad de 10 m3/h a 300 m3/h presión de bombeo de 10 bar a 300 bar

AGUA: bomba sumergible, La bomba rotodinámica, bombas dosificadoras.

ACETONA: Bombas centrifugas no metálicas con sello mecánico, bombas de proceso centrifugado

CLORURO DE METILENO: bombas de vaciado de bidones, bombas centrifugas de arrastre magnético.

FLUIDOS CERAMICOS: Una bomba de pistón del tipo bomba volumétrica

25) Mencione tres medidores de área fija y tres de área variable

Área fija:

1. Medidor de orificio2. Medidor de Venturi3. Tubo Pitot

Área variable:

1. Rotámetro2. Fluxómetro de turbina3. Fluxómetro de vórtice

26. ¿Cómo funciona el medidor magnético y para qué tipo de fluidos?

Un líquido eléctricamente conductor fluye en una tubería de material no magnético entre los polos de un electroimán dispuesto perpendicularmente a la dirección del flujo. La interacción entre el fluido y el campo magnético genera una fuerza electromotriz en dos electrodos ubicados en los extremos de la tubería y haciendo contacto con el fluido. Esta fuerza electromotriz es proporcional a la velocidad del fluido.

Trabajan solo con fluidos conductores. 

27. Mencione el medidor de flujo que mide velocidades constantes y que se usa en los verificentros.

Flujómetro Vortex.

Está basado en el principio de generación de vórtices. Estos vórtices se forman alternándose de un lado al otro causando

diferencias de presión. La velocidad de flujo es proporcional a la frecuencia de formación de los vórtices.

28. Mencione el medidor de flujo que tienen los aviones por la parte inferior, cerca de las alas.

Tubo Pitot.

Consta básicamente de dos sondas de presión, una toma cuya superficie se coloca perpendicular a la dirección de la corriente, y la otra de forma paralela. Con la primera se mide la presión de impacto, y con la segunda la presión estática. La diferencia entre ambas es la presión cinética, que sirve para el cálculo de la velocidad local en el punto donde se colocó la sonda de la presión de impacto.

29. Mencione cómo se puede calibrar un rotámetro.

Se varía el flujo de agua a través de la columna empacada a través de las válvulas dispuestas en ésta. Una vez fijado un nivel de flujo en el rotámetro se espera alrededor de 3min para permitir estabilizar el flujo. Después con una probeta se toma una cantidad de agua a un tiempo determinado y, posteriormente se determina el caudal siete veces.

Se grafica el flujo de agua vs el nivel de referencia del rotámetro y se hace un ajuste lineal, obteniendo una ecuación que nos permitirá determinar el caudal a diferentes posiciones del rotámetro.

30. Explique qué es una celda de presión diferencial y cómo funciona.

Un transmisor de presión diferencial es un dispositivo básico para medir flujo, nivel y detección de fugas.  Las membranas del transmisor se deforman cuando se les aplica presión. El aceite de relleno transmite esta presión hasta un puente de

semiconductores. La presión diferencial medida es procesada y, posteriormente, convertida en una señal de salida.

Aplicaciones: medida de nivel en líquidos, en depósitos presurizados así como monitorización de presión en filtros y bombas