Sustitución de los controles de una bomba de vacío con variadores de frecuencia en ordeñadoras

Las granjas utilizan un sistema de vacío que opera automáticamente el equipo de ordeño que envía la leche a un tanque de enfriamiento. En el ejemplo que vamos a describir se utilizaba un sistema de vacío con una bomba de vacío con un motor de 30 HP que controla los niveles de vacío sangrando en el aire de la atmósfera. Se trata de una práctica habitual en la industria.

El proceso de carga y descarga de las baterías visto en detalle (2ª PARTE)

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Mantenimiento y precauciones tomadas por una batería de plomo ácido

Los siguientes pasos deben ser tomados en el mantenimiento de una batería de plomo ácido:

El proceso de carga y descarga de las baterías visto en detalle (1ª PARTE)

Un nuevo artículo sobre los sistemas de baterías, y en esta ocasión nos centramos en explicar los procesos de carga y descarga.

La subida de impuestos hará que la gasolina supere los 1,7 euros por litro

Superada hace días la barrera psicológica de 1,5 euros por litros, la gasolina tiene ya nuevas cotas en el horizonte próximo, el efecto combinado de aumentos de impuestos, subida del petróleo y caída del euro respecto al dolar va a tener un efecto letal sobre el precio de los combustibles.

Aprendiendo a utilizar motores lineales

Los motores lineales convierten la energía directamente en movimiento lineal, sin necesidad de correas de transmisión, husillos u otros mecanismos. Usualmente son simples, fiables y robustos, y son capaces de proporcionar una velocidad exacta, movimiento y posicionamiento durante millones de ciclos. Debemos advertir que no siempre son convenientes para todas las aplicaciones, siendo sus principales beneficios los siguientes:

Control Proporcional Integral Derivativo (2ª PARTE)

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Controlador en el dominio z

Los datos del proceso pueden medirse discretamente en intervalos de tiempo ∆t, y el controlador PID asociado puede representarse por:

Control Proporcional Integral Derivativo (1ª PARTE)

Dedicamos esta nuevo artículo dedicado a explicar el Control Proporcional Integral Derivativo, una estrategia de control con muchas aplicaciones prácticas. Nos centramos especialmente en sistemas de gestión de la energía. Los actuales sistemas de gestión de la energía tienen una configuración jerárquica basada en un controlador digital y también en computadores personales.

Guía básica para diseñar sistemas hidráulicos (7ª PARTE)

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Diseño del circuito hidráulico básico

Dimensionado de tuberías

Ya que es necesario conectar varios componentes en un sistema hidráulico mediante tuberías, se producirá una resistencia al caudal y por lo tanto causará pérdidas parásitas en el sistema hidráulico. Para evitar estas pérdidas tanto como sea posible, las tuberías o mangueras deben ser dimensionadas apropiadamente. El diámetro interno de la tubería es extremadamente importante ya que la velocidad del fluido a un caudal dado dependerá del diámetro. La velocidad del fluido será igual al caudal dividido por el área interna de la tubería como sigue:

Guía básica para diseñar sistemas hidráulicos (6ª PARTE)

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Circuitos paralelos:

Donde Q es el caudal (gpm), ∆P es la caída de presión (psig), SG es la gravedad específica del fluido, CD es el coeficiente del orificio y D es el diámetro del orificio (in.)

Guía básica para diseño de sistemas hidráulicos (4ª PARTE)

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Dimensionado y selección de bombas

El dimensionado de la bomba del sistema actualmente comienza con la carga. La especificación de un sistema hidráulico solamente trata con el movimiento de la carga. De aquí, el primer parámetro para dimensionar una bomba es determinar el caudal requerido. Luego, como mostramos anteriormente, debe considerarse la capacidad de presión de la bomba. La presión necesaria para tratar con la carga viene determinada por el dimensionado del cilindro. Entonces, sólo es necesario añadir las pérdidas del sistema a la presión para alcanzar la capacidad de presión de la bomba.

Guía básica para diseñar sistemas hidráulicos (5ª PARTE)

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Condición de entrada de la bomba

En teoría, una bomba de desplazamiento positivo producirá un caudal en proporción directa a la velocidad del eje. Sin embargo, si el fluido no puede ser suministrado a las cámaras de bombeo de la bomba, esta relación no se mantendrá y la bomba sufrirá cavitación. El caudal contra la velocidad del eje de una bomba hidráulica típica será lineal en el punto en el que el fluido no entrará en las cámaras de bombeo de la bomba ya que estas cámaras se abren y cierran debido a la rotación del eje. Cuando esto ocurre, las cámaras se rellenarán solamente parcialmente y se reducirá el caudal de salida. Bajo estas condiciones, la bomba necesitará fluido. La velocidad a la que ocurre esta necesidad de fluido depende de la viscosidad y densidad del fluido hidráulico, además de la configuración física de la entrada de la bomba y las líneas de conexión.

Guía básicas para el diseño de sistemas hidráulicos (3ª PARTE)

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Bombas y motores hidráulicos

Hay tres tipos de bombas que se usan predominantemente en los sistemas hidráulicos: bombas de paletas, bombas de engranajes y bombas de pistón.

Aunque hay muchos parámetros de diseño que difieren entre una bomba y un motor hidráulico, la descripción general es fundamentalmente la misma, pero sus usos son bastante diferentes. Una bomba se usa para convertir energía mecánica en energía hidráulica. La entrada mecánica se lleva a cabo mediante un motor eléctrico o motor diesel o gasolina. El caudal hidráulico de la salida de la bomba se usa para impulsar un circuito hidráulico. Por otra parte, un motor hidráulico se usa para convertir energía hidráulica en energía mecánica. Esto se lleva a cabo conectando el eje de salida del motor hidráulico a un actuador mecánico, tal como una caja de engranaje, polea o volante de inercia.

Guía básicas para el diseño de sistemas hidráulicos (2ª PARTE)

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Velocidad rotacional y caudal

El caudal de salida de una bomba hidráulica viene descrito por:

Donde Q_d es el caudal actual o de reparto de la bomba, Q_t es el caudal teórico, Q_l es el caudal de pérdidas, y Q_r es la pérdida resultante de la cavitación o aireación.

Guía básica para el diseño de sistemas hidráulicos (1ª PARTE)

Principios hidráulicos

En un sistema hidráulico, la entrada de energía es el impulsor principal, y junto con las bombas hidráulicas no crean energía; simplemente la convierten a una forma que pueda ser utilizada por un sistema hidráulico.

La bomba es el corazón del sistema hidráulico. Cuando el sistema tiene un rendimiento inapropiado, la bomba es usualmente el primer componente que debe ser investigado. Muchas veces, la bomba es descrita en términos de sus limitaciones de presión. Sin embargo, la bomba hidráulica es un generador de caudal, que mueve un volumen de fluido desde una región de baja presión a una región de alta presión en una cantidad específica de tiempo de la velocidad de rotación.

Hidráulica de los sistemas de tuberías (5ª PARTE)

Selección de bombas individuales

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a.      Selección de bombas

La optimización de un sistema de agua requiera una apropiada selección, operación, y mantenimiento de bombas. Durante el proceso de selección, el diseñador debe evaluar el acoplamiento entre el rendimiento de la bomba y debe anticipar problemas que se encuentran cuando la bomba arranca o para y cuando la tubería se llena o drena. El diseño debe también considerar el efecto de las variaciones en los requerimientos de caudal, y también anticipar problemas que se encuentran debidos a demandas futuras incrementadas.

Hidráulica de los sistemas de tuberías (4ª PARTE)

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a.      Válvulas de control

La selección de válvulas de control del tipo o tamaño equivocado puede dar como resultado un pobre rendimiento, severos transitorios, y reparaciones frecuentes. La selección de válvulas de control apropiadas requiere comprender varios tipos de válvulas de control y analizar cómo funcionan como parte del sistema en el que se instalan. Una válvula de control que opera satisfactoriamente en un sistema puede ser totalmente inadecuada en otro. Cada tipo de válvula tiene características únicas que dan ventajas o desventajas comparadas con las otras. Las características de las válvulas de control que describen su rendimiento hidráulico y que serían considerados en el proceso de selección incluyen:

Hidráulica de los sistemas de tuberías (3ª PARTE)

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Cargas externas

Hay situaciones donde la carga externa es el factor de control determinando si la tubería colapsará. La magnitud de la carga externa depende del diámetro de la tubería, el material de la tubería, la ovalidad (desviación de lo redondeado) de la sección transversal de la tubería, la anchura de la zanja, la anchura de la cubrición, el peso específico del suelo, el grado de saturación del suelo, el tipo de material de relleno, el método usado para relleno, el grado de compactación, y las cargas vivas. La carga de la tierra se incrementa con la anchura y profundidad de la trinchera, y la carga viva se reduce con la profundidad de la cubrición. El efecto acumulado de todas estas fuentes de cargas externas requiere considerable estudio y análisis.

Hidráulica de los sistemas de tuberías (2ª PARTE)

Ver 1ª PARTE

c.      Pérdidas locales

El flujo a través de válvulas, orificios, codos, transiciones, etc., causa separación de caudal que da como resultado la generación y disipación de corrientes de eddies turbulentas. Para sistemas cortos conteniendo muchas curvas, válvulas, T, etc. Pérdidas locales y menores pueden exceder las pérdidas de fricción. Las pérdidas por altura h_l asociadas con la disipación causada por una menor pérdida es proporcional a la altura de velocidad y puede ser tenida en cuenta para una pérdida menor o local usando la siguiente ecuación:

Hidráulica de los sistemas de tuberías (1ª PARTE)

a.      Computación básica

La resolución de problemas de fluidos implica la aplicación de una o más de las tres ecuaciones básicas: continuidad, momento y energía. Las tres herramientas básicas se desarrollaron a partir de la ley de conservación de masa, la segunda ley del movimiento de Newton y la primera ley de la termodinámica.

Sustitución de los controles de una bomba de vacío con variadores de frecuencia en ordeñadoras

Las granjas utilizan un sistema de vacío que opera automáticamente el equipo de ordeño que envía la leche a un tanque de enfriamiento. En el ejemplo que vamos a describir se utilizaba un sistema de vacío con una bomba de vacío con un motor de 30 HP que controla los niveles de vacío sangrando en el aire de la atmósfera. Se trata de una práctica habitual en la industria.

Compendio de fórmulas útiles para realizar cálculos eléctricos

Recopilamos en este artículo las principales fórmulas a utilizar en cálculos eléctricos típicos para diseñar sistemas con motores, bombas, ventiladores, etc.

Transportadores

El control de los transitorios de fluidos en sistemas de tuberías (3ª PARTE)

Ver 2ª PARTE

·         Ρ_m = Densidad de la mezcla de líquido, lb/in3

·         P_G = Presión del gas, psi

·         K_L = Módulo de masa de elasticidad del líquido, 318.000 psi con agua a 70 ºF.

·         t = Espesor de la pared de la tubería, pulgadas

·         E = Módulo de Young de la tubería, psi

El control de los transitorios de fluidos en los sistemas de tuberías (2ª PARTE)

Ver 1ª PARTE
Por ejemplo, si una válvula está cerrada lentamente en el agua a temperatura ambiente (ρ = 62,4 lb/ft3) fluyendo a 10 ft/s, la presión se elevará en dP = 0,7 psi, prácticamente despreciable.

La fuerza de momento ejercida en una válvula cerrando gradualmente y linealmente en caudal a granel es:

El control de los transitorios de fluidos en los sistemas de tuberías (1ª PARTE

Los transitorios de fluidos son cambios repentinos en la velocidad y presión del fluido. Estos transitorios son importantes porque pueden causar grandes fuerzas y sobrepresión que pueden hacer fallar las tuberías y sistemas de apoyo. Los transitorios de fluidos son evidentes cuando los operadores escuchan ruidos que vienen de las tuberías, o perciben movimientos violentos, en algunos casos las tuberías saltan sobre sus soportes y se deforman visiblemente, se agrietan o incluso se rompen. Las roturas de tuberías por los transitorios de fluidos se deben a las grandes y repentinas sobrepresiones que rompen la tubería o a las tensiones excesivas o fuerzas en curvas causadas por grandes desequilibrios causados por grandes desequilibrios de presión en el sistema.

Guía técnica de diseño de sistemas con compresores (6ª PARTE)

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Compresores dinámicos

Los compresores dinámicos pertenecen a la familia de las turbomáquinas que incluyen ventiladores, impulsores y turbinas. Al contrario que los compresores de desplazamiento positivo que dependen del cambio de volumen del proceso de compresión, los compresores centrífugos y axiales usan el efecto dinámico del cambio de velocidad, aceleración seguida por deceleración y recuperación de la presión estática, para el proceso de compresión. Así, la tecnología usada es diferente para los compresores centrífugos y axiales que para los compresores de desplazamiento positivo.