Anexos práctica Control de presión

Anexos práctica Control de presión

[pic 1]

Figura 1. Diagrama de flujo para práctica de Control de presión

Modelamiento fenomenológico:

• Balance de materia

[pic 2]

MT =Masa total dentro del tanque (g)

[pic 3] =flujo másico de entrada (g/s)

[pic 4]= Flujo másico de salida (g/s)

Balance de materia en términos del caudal y la densidad

[pic 5]

Fe = Caudal de entrada (L/s)

Fs = Caudal de salida (L/s)

VT = Volumen del tanque (l)

ρe, s = densidades (g/L)

[pic 6]

• Ecuación de gas ideal

[pic 7]

P = Presión (atm)

R = constante de los gases ideales

T = Temperatura (K)

m = peso molecular del aire (g/mol)

• Variación de la densidad en el tiempo como función de la presión en el tiempo

[pic 8]

• Balance de materia  

[pic 9]

• Caudal de entrada en términos de la  acción de la válvula de control.

[pic 10]

Pe = Presión de entrada (atm)

Cv  = coeficiente de apertura de la válvula

fx = función dependiente del desplazamiento del vástago de la válvula.

[pic 11]

a = Parámetro empírico, a = 1,1

x = fracción de desplazamiento total del vástago

[pic 12]

Pcontrol = Presión de control aplicada al diafragma.

Se calcula el valor para Cv con Fe=0,05 (perturbación), fx se calcula con Pcontrol=3,6

Se obtiene un Cv= 0,046.

Finalmente reemplazando

[pic 13][pic 14]

Respuesta  en el tiempo (s) del sistema  en lazo cerrado con diversas variaciones de la apertura de la válvula:

• Perturbación apertura de la válvula de 35% a 40%

[pic 15]

                 Figura 2. Perturbación escalón 1

• Perturbación apertura de la válvula de 40% a 45%

[pic 16]

               Figura 3. Perturbación escalón 2

• Perturbación apertura de la válvula de 45% a 35%

[pic 17]

Figura 4. Perturbación escalón 3

• Perturbación apertura de la válvula de 20% a 35%

[pic 18]

               Figura 5. Perturbación escalón 4

Calculo de los parámetros de control método Ziegler –Nichols

[pic 19]

Figura 6. Calculo de coeficientes

Se obtuvo:

Kc = 0,4286

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