Calculo Del Tiempo De Descarga De Tanques Y Recipientes

Facultad Regional Resistencia Dto. de Ingeniería Química Cátedra Ingeniería de las Instalaciones

Cálculo del tiempo de descarga de tanques y recipientes

Ing. Carlos O. Alderetes Nora F. Bertollo

Serie N°4 / 2004 – Argentina

Introducción
La competitividad industrial es esencial para sobrevivir en escenarios cada vez más exigentes no solo por parte de los clientes actuales ypotenciales sino también por las continuas innovaciones que la competencia industrial implementa a los fines de obtener ventajas de diferenciación respecto de sus pares. En la búsqueda de la competitividad es importante identificar y eliminar todos aquellos procesos y operaciones que no agreguen valor al producto introduciendo costos que de otra forma podrían ser evitados. El transporte de productos es unejemplo típico de ello de las actividades que no agregan valor y exigen recursos, razón por la que debe ser analizado cuidadosamente El vaciado de tanques y recipientes así como la transferencia de productos entre ellos son operaciones frecuentes en las plantas de procesos (almacenaje de petróleo y combustibles, cervecerías, bodegas, lácteos, bebidas en general, etc.). Estas operaciones puedenefectuarse por medio de bombas o bien por convección natural aprovechando las diferencias de niveles entre tanques. En este último caso es importante conocer los tiempos requeridos dado que pueden ser importantes para la operación y la planificación de actividades varias sobre estos equipos. El tema que presenta interés práctico, no es tratado en los textos clásicos de operaciones unitarias pero síen publicaciones técnicas de la especialidad con lo que se demuestra la importancia de sus aplicaciones en la industria Es objetivo de este trabajo, explicar la importancia del tema y dar a conocer parte de esta información existente

Objetivos
El estudio del tema y las consideraciones pertinentes a cada caso permitirán

1. Plantear las ecuaciones matemáticas que rigen este fenómeno y obtenerlas fórmulas finales deseadas 2. Conocer las ecuaciones aplicables a los casos más frecuentes presentados en la práctica industrial y sus limitaciones 3. Calcular la influencia que ejercen las pérdidas de carga en el proceso de trasvase sobre los tiempos de descarga 4. Aprender como afectan algunas variables al fenómeno de descarga 5. Conocer las desviaciones experimentales respecto de los datosteóricos

Vaciado de tanques y recipientes
En muchas industrias existe en un momento dado la necesidad de vaciar sus tanques sea con fines de limpieza temporaria o simplemente para efectuar algún trabajo de mantenimiento en los mismos. En otras situaciones, se precisa trasvasar producto de un equipo a otro aprovechando las diferencias de niveles entre ellos cualquiera sea su disposición, estoes, descarga por gravedad desde un nivel superior a otro inferior o bien entre tanques ubicados horizontalmente. En ambos casos, se trata de aprovechar la gravedad para producir estos efectos sin necesidad de tener que recurrir a un equipo de bombeo, evitando de esta forma también el gasto energético que su empleo requiere. Como ya expresáramos, se busca pues eliminar actividades que generen costosy no agreguen valor a o los productos elaborados El vaciado de tanques y recipientes es un proceso en régimen no estacionario dado que tenemos una salida de masa del sistema a una velocidad variable que dependerá del nivel de líquido en el mismo. Al no haber ingreso de masas al tanque, esta descarga provocará un cambio en el contenido inicial del equipo, de modo que podemos plantear el balancegeneral de masas y energía del sistema de la siguiente forma:

H

→ M2
Figura N°1

Balance de masas y energía

M 1 − M 2 = dM / dT M 1 = 0 ⇒ M 2 = −dM / dT E1 − E2 = dE / dT E1 = 0 ⇒ E2 = −dE / dT

A partir de conocer las ecuaciones generales del proceso y asumiendo que los productos almacenados son líquidos, veremos como se calculan los tiempos de descarga para cada caso particular...