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Universidad Católica del Norte
Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas
Escuela de Ingeniería Industrial
LABORATORIO N°3
VISTA A PLANTA INDUSTRIAL
FACULTADAD DE ACUICULTURA
Nombre: Valentina López
Pablo Rivera
Profesora: Karol Yañez
Ayudante: Aracely
Asignatura: Operaciones Unitaria
Fecha de entrega: 28-11-2014
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1. Índice
1. Índice ................................................................................................................ 2
2. Introduccion: ..................................................................................................... 3
2.1.
Objetivo General: ....................................................................................... 3
2.2.
Objetivos Específicos: ................................................................................ 3
3. Marco Teorico: .................................................................................................. 4
4. Desarrollo experiencia de laboratorio: .............................................................. 8
5. Preguntas y respuestas: ................................................................................. 11
6. Conclusion ...................................................................................................... 12
7. Bibliografia ...................................................................................................... 13
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2. Introducción
La Facultad de Acuicultura posee un sistema de succión de agua de mar para
poder mantener los cultivos de especies marinas que generan. Los tubos de
succión son de una longitud de 12 metros y están unidos por pernos de anclaje a
través de un collarín. Dichas tuberías poseen un diámetro interior de 200 mm, las
cuales con el tiempo se van llenando de picorocos, macro algas y otros epifitos,
por esto se les van realizando sus respectivas mantenciones. La succión de este
sistema es entre 80 y 100 m3/hrs., solo se succiona agua de mar, la cual pasa por
un sistema de filtración.
El agua de mar succionada viene con tres capas de residuos. Al pasar por el filtro
mecánico (semiautomático) donde se le extrae la arena, la grava fina y la grava
gruesa, el agua queda entre 50 a 60 micras después del filtrado.
A los filtros se les realiza una mantención diaria para que no se opture, se realiza
un retro lavado para remover los residuos acumulados en los filtros y se devuelve
al mar.
2.1.
Objetivo General:
 Observar, analizar y concluir la aplicación de los temas teóricos
revisados en clases versus el recorrido por las diferentes áreas de
producción de la planta.
2.2.
Objetivos Específicos:
 Aprendizaje en el desarrollo de diagramas de flujos las diferentes
áreas visitadas.
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3. Marco Teórico
Para poder comprender el desarrollo del sistema se fluido en la facultad de acuacultura se debe
realizar una investigación previa y comprender conceptos claves.
a) Tuberías: Las tuberías cumplen la función de transportar fluidos.
1. Tuberías en serie: Conjunto de tuberías conectadas una después de
la otra y poseen un mismo caudal. Las tuberías pueden o no tener
diferente sección transversal. El caudal total del sistema debe ser
igual al caudal en cada tubería.
Ilustración 1: Tubería en serie
Fuente:
http://image.slidesharecdn.com/cdocumentsandsettingsutplmisdocumentosdocenciacl
culoiimecnicadefluidos2009sistemasdeflujo-090630120100-phpapp01/95/flujo-entuberas-3-728.jpg?cb=1246381322
2. Tuberías en paralelo: Es un conjunto de tuberías que comienzan en
un mismo punto y terminan en un mismo punto final. En un sistema
de tuberías en paralelo el caudal total es la suma de los caudales en
cada tubería.
Ilustración 2: Tuberías en serie
Fuente:
http://image.slidesharecdn.com/cdocumentsandsettingsutplmisdocumentosdocenciaclculoiimec
nicadefluidos2009sistemasdeflujo-090630120100-phpapp01/95/flujo-en-tuberas-2728.jpg?cb=1246381322
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b) Perdida de cargas por fricción: Pérdidas producida por la fricción en las
tuberías, o pérdidas menores por válvulas y otros accesorios.
Esta pérdida es directamente proporcional a la carga de velocidad del
fluido.
Las pérdidas mayores se calculan con la ecuación de Darcy-Weisbach:
Y la perdida de carga se calcula con la ecuación:
Donde:
Perdida de energía por fricción.
Factor de fricción.
Longitud de la tubería.
Diámetro interior de la tubería.
Coeficiente de resistividad.
Velocidad del fluido (
.
Aceleración de gravedad (
).
c) Perdida por maquinas mecánicas: Este tipo de pérdidas se produce en
aquellas máquinas que tienen partes en movimiento, debido a la fricción
entre el sistema en movimiento y la parte fija en el sistema de apoyo, se
produce calor.
Energía que se pierde del fluido por medio de un dispositivo mecánico
como motor de fluido.
d) Adición por dispositivos mecánicos: Cuando en un sistema está
presente una bomba se produce un aumento de energía al fluido. El rol de
una bomba es el aporte de energía al fluido.
Energía entregada al fluido mediante una bomba
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e) Ecuación general de la energía: Es una extensión de la ecuación de
Bernoulli, lo que posibilita resolver problemas en los que hay pérdida y
ganancia de energía.
La ecuación está definida como:
Donde:
Presión del fluido en la sección 1 y 2.
Altura en la sección 1 y 2.
Velocidad del fluido en la sección 1 y 2.
Peso específico del fluido.
Energía entregada de la bomba al fluido.
Perdida de energía por turbinas (Motor).
Perdida de energía pro fricción.
f) Potencia que requiere una bomba: En mecánica de fluidos se considera
que la potencia es la rapidez con que se transfiere la energía.
La ecuación que define la potencia de una bomba es:
Donde:
Potencia que se agrega al fluido.
Energía entregada de la bomba al fluido.
Peso específico del fluido.
Caudal del fluido.
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g) Eficiencia de una bomba: El término eficiencia se utiliza para denotar la
relación de la potencia trasmitida por la bomba al fluido a la potencia que se
suministra a la bomba.
Donde:
Eficiencia de una bomba.
Potencia transmitida a un fluido.
Potencia de entrada a la bomba.
h) Potencia suministrada a motores de fluido:
Donde:
Potencia que transmite el fluido a un motor.
Perdida de energía por motor.
Peso específico del fluido.
Caudal del fluido.
i) Eficiencia de un motor:
Donde:
Eficiencia de una bomba.
Potencia de salida del motor.
Potencia que transmite el fluido.
j) Cavitación: es un fenómeno que se puede producir en las bombas. Es
cuando un fluido en estado líquido pasa rápidamente a gaseoso.
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4. Desarrollo experiencia de laboratorio:
La experiencia comienza en las tuberías de succión en el mar las cuales poseen
un caudal entre 80 y 100 m3/hr. Luego de la succión el agua de mar pasa por un
proceso de filtración ya que posee arena, grava fina y grava gruesa. El agua que
en una medida de filtración entre 50 y 60 micras.
Ilustración 3: Tuberías
de succión
Fuente: Elaboración
propia
Ilustración 4: Filtro mecánico (semiautomático)
Fuente: Elaboración propia
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Bombas: Es una máquina que adiciona energía a un fluido. Al transmitir energía
de la bomba al fluido provoca el movimiento de éste y el incremento de su presión.
En la facultad de acuicultura tienen en funcionamiento dos bombas, una en
mantención y una siempre de repuesto en caso de emergencias. El materias de
las bombas que son utilizadas es de acero inoxidable ya que el agua de mar
posee mucha corrosión.
También poseen bombas de vacio las cuales sirven para sacar todo el aire de las
tuberías y que estas solo succionen agua.
Ilustración 5: Bombas de Vacío
Fuente: Elaboración propia
Ilustración 6: Bombas de acero inoxidable
Fuente: Elaboración propia
El sistema es de flujo abierto, ya que
se succiona el agua de mar, se
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deposita en los cachering y posteriormente, a través de tuberías, se devuelve el
agua al mar.
En caso de corte de energía poseen un generador el cual abastecerá todos los
servicios necesarios para poder mantener los cultivos.
También se poseen los blowers, su función se suministras oxigeno a todos los
cultivos.
Válvulas: Es uno de los instrumentos de control más esenciales en la industria.
Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y
desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases,
desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos
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5. Preguntas y respuestas:
6.1 En relación a las válvulas dispuestas en la sala de bombas, indique cantidad, tipo y
ubicación en diagrama.
6.2 En relación a las bombas dispuestas en las diferentes áreas visitadas, indique cantidad,
tipo y ubicación en diagrama.
6.3 Explique el mecanismo de funcionamiento, mantención y partes de los filtros de arena.
6.4 Nombre y explique las baterías de filtros que se utilizan además de la unidad de
medida que emplea cada uno.
6.5 Nombre y explique las partes del generador a diesel que utilizan en las dependencias
de acuicultura.
6.6 En a los bloguer dispuestos en las diferentes secciones, indique cantidad, tipo y su
respectivo funcionamiento.
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6. Conclusion
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7. Bibliografia