Desplazamiento

Instrumentación y Control de Procesos
Reporte de practica N°1

Caracterización de un sistema de drenado de tanques.
Equipo:
Fecha de entrega:


1.-Objetivo de la práctica:
Obtener de manera experimental el valor de la constante de descarga ¨c¨ para el modelo matemático de vaciado de tanque y validar los resultados de este modelo.
2.-Descripción del sistema
A. VálvulaVálvula

Tanque
Tanque
Bomba
Bomba
v

B. Descripción del sistema:
Se dispone de un tanque transparente que permite visualizar el nivel del agua, este nivel se mantenía gracias a los controladores de presión y de corrección que mandan señales a lo actuadores para mantenerlo siempre en el nivel previamente seleccionado del UCD, cuando el agua sale del tanque llega a un deposito que estáconectado hacia una bomba para poder recircular el agua al tanque, mediante electroválvulas neumáticas que regulan el caudal de entrada del tanque por medio de los controladores. La parte inferior del tanque tiene dos orificios, uno para el drenado y otro para poder medir la presión con el fin de regular el nivel.
El deposito contiene suficiente agua para satisfacer la demande del sistema y de estaforma poder tomar los datos correspondientes.

3. Obtención de la función de transferencia del sistema:
a. Balance de materia
Entradas-Salidas=Acumulacion
Fi ρ-Fs ρ= dVdt ρ1ρ
Fi -Fs = dVdt
Fi -Fs =A dhdt
Fi -Fs =πD24 dhdt
dhdt =4πD2Fi -Fs
Suponiendo Fs=c h donde c=coeficiende de descarga
dhdt =4πD2Fi -c h
Forma Generaldxdt=Ax+Bu y=Cx+Du
Para nuestra ecuación A=-4πD2c B=4πD2 C=1 D=0
b. Función de transferencia
Forma General Gs=CBS-A+D
Para nuestra ecuación queda: Gs=14πD2S+ 4πD2c+0
Gs=4πD21S+4πD2c
c. Resolver la Ecuación Diferencial
LGs-1=4πD2 L1S+4πD2c-1
h=4πD2e- 4cπD2 t

4. Obtener el valor de la constante de descarga
a. Análisis estacionarioSISTEMA ESTACIONARIO |
NIVEL | ALTURA h (m) | VOLUMEN (ml) | TIEMPO DE LLENADO (s) | CAUDAL (l /s) | CAUDAL (m^3/s) | Qin=Qout=ch | CONSTANTANTE DE DESCARGA c (l /(s*m)) | CONSTANTANTE DE DESCARGA c (m^2/s) |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
80% | 0.72 | 430 | 4.62 | 0.09307 | 0.000093074 | | 0.129268879 | 0.000129269 |
| | 440 | 4.45 | 0.09888 | 0.000098876 || 0.13732834 | 0.000137328 |
60% | 0.54 | 440 | 5.68 | 0.07746 | 0.000077465 | | 0.143453312 | 0.000143453 |
| | 572 | 5.72 | 0.10000 | 0.000100000 | | 0.185185185 | 0.000185185 |
40% | 0.36 | 445 | 6.09 | 0.07307 | 0.000073071 | | 0.20297391 | 0.000202974 |
| | 455 | 6.29 | 0.07234 | 0.000072337 | | 0.20093623 | 0.000200936 |
| | | | | | PROMEDIO DE CONSTANTE DE DESCARGA c| 0.166524309 | 0.000166524 |
| | | | | | | | |

b. Análisis de Estado Transitorio
c.
PRUEBA 1 |   |   |   |   |   |
NIVEL (%) | TIEMPO (s) | Altura (h)cm | Altura (h)m | DEC.ALTURA | DEC. A. por seg |
101.9 | 0 | 91.71 | 0.9171 | 0.0702 | 0.0140 |
94.1 | 5 | 84.69 | 0.8469 | 0.0621 | 0.0124 |
87.2 | 10 | 78.48 | 0.7848 | 0.0909 | 0.0182 |
77.1 | 15 | 69.39 |0.6939 | 0.0603 | 0.0121 |
70.4 | 20 | 63.36 | 0.6336 | 0.0612 | 0.0122 |
63.6 | 25 | 57.24 | 0.5724 | 0.0666 | 0.0133 |
56.2 | 30 | 50.58 | 0.5058 | 0.0639 | 0.0128 |
49.1 | 35 | 44.19 | 0.4419 | 0.0513 | 0.0103 |
43.4 | 40 | 39.06 | 0.3906 | 0.0513 | 0.0103 |
37.7 | 45 | 33.93 | 0.3393 | 0.0495 | 0.0099 |
32.2 | 50 | 28.98 | 0.2898 | 0.0477 | 0.0095 |
26.9 | 55 | 24.21 | 0.2421 |0.0414 | 0.0083 |
22.3 | 60 | 20.07 | 0.2007 | 0.0378 | 0.0076 |
18.1 | 65 | 16.29 | 0.1629 | 0.0315 | 0.0063 |
14.6 | 70 | 13.14 | 0.1314 | 0.0261 | 0.0052 |
11.7 | 75 | 10.53 | 0.1053 | 0.0329 | 0.0066 |
8.04 | 80 | 7.236 | 0.07236 | 0.0229 | 0.0046 |
5.5 | 85 | 4.95 | 0.0495 | 0.0198 | 0.0040 |
3.3 | 90 | 2.97 | 0.0297 | 0.0162 | 0.0032 |
1.5 | 95 | 1.35 | 0.0135 | 0.0090 |...