Características horno de bloque seco

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REPORTE DE ESTADÍA

METROLOGI-K LABORATORIOS S.A. DE C.V.

CARACTERIZACIÓN DE BAÑOS DE TEMPERATURA CONTROLADA Y HORNO DE BLOQUE SECO PARA LA CALIBRACIÓN DE TERMÓMETROS Y VERIFICACIÓN DE    TERMÓMETRO PATRÓN

PARA OBTENER EL TÍTULO DE TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN QUÍMICA ÁREA INDUSTRIAL

PRESENTA

JUAN CARLOS ORNELAS FLORES

SALAMANCA, GTO., MAYO de 2018

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REPORTE DE ESTADÍA

METROLOGI-K LABORATORIOS S.A. DE C.V.

CARACTERIZACIÓN DE BAÑOS DE TEMPERATURA CONTROLADA Y HORNO DE BLOQUE SECO PARA LA CALIBRACIÓN DE TERMÓMETROS Y VERIFICACIÓN DE TERMÓMETRO PATRÓN

PARA OBTENER EL TÍTULO DE TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN QUÍMICA ÁREA INDUSTRIAL

PRESENTA

JUAN CARLOS ORNELAS FLORES

ASESOR ACADÉMICO

LUIS EDILBERTO

CÁRDENAS GALINDO LUIS EDILBERTO

ASESOR EMPRESARIAL

GABINO GONZÁLEZ AGUILAR

GENERACIÓN 2016-20

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE FIGURAS        iii

ÍNDICE DE TABLAS        iv

RESUMEN        v

I.  INTRODUCCIÓN        1

II. OBJETIVOS        3

        2.1. Objetivo General        3

        2.2 Objetivos Específicos        3

III. MARCO TEÓRICO        4

        3.1 Verificación de termómetro patrón        4

        3.2 Caracterización        5

               3.2.1 Baños de temperatura controlada        6

               3.2.2 Horno de bloque seco        8

        3.3 Medición        9

        3.4 Estabilidad        9

3.5 Gradientes        10

IV. DESARROLLO DEL PROYECTO        11

V.RESULTADOS        14

        5.1 Lecturas de temperatura a 150°C de todos los puntos        15

        5.2 Comportamientos de estabilidad a una temperatura de 150°C        18

        5.3 Cálculos de la estabilidad y gradientes a 150°C        18

        5.4 Resultados de la estabilidad de la zona de trabajo a una temperatura de 150°C        20

        5.5 Lecturas de temperatura a 200°C de todos los puntos        21

        5.6 Estabilidad comportamiento de estabilidad a 200°C        26

        5.7 Cálculos de estabilidad y gradientes a 200°C        27

        5.8 Resultados de la estabilidad de la zona de trabajo a una temperatura de 200°C        28

    5.9 Discusión        28

VII.  CONCLUSIONES        29

VIII. BIBLIOGRAFÍA

IX. ANEXOS

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Parte superior de horno de bloque seco        2

Figura 2. Sistema de punto de hielo para verificación de termómetro patrón        5

Figura 3. Distribución de puntos dentro de baño de temperatura controlada        7

Figura 4. Dimensiones del horno de bloque seco        11

Figura 5. Ubicación de los pozos         13

Figura 6. Diagrama de flujo para caracterizar el medio isotérmico        13

Figura 7. Sensores con los que se realizaron la caracterización        14

Figura 8. Puntos de la zona de trabajo que se caracterizó        14

Figura 9. Diagrama del comportamiento de la estabilidad a una temperatura de 150°C        18

Figura 10. Resultados obtenidos a 150°C        21

Figura 11. Diagrama del comportamiento de la estabilidad a una temperatura de 200°C        26

Figura 12. Resultados obtenidos a una temperatura de 200°C        29

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Líquidos de trabajo y su intervalo de operación        6

Tabla 2. Material de fabricación del bloque igualador y el valor máximo recomendado de operación.        8

Tabla 3. Lecturas de temperatura tomadas del punto 1 al 5 a 150°C del horno de bloque seco.        15

Tabla 4. Lecturas de temperatura tomadas del punto 6 al 10 a 150°C del horno de bloque seco        16

Tabla 5. Lecturas de temperatura tomadas del punto 11 al 15 a 150°C del horno de bloque seco        17

Tabla 6. cálculos y resultados de estabilidad, gradientes e incertidumbre a una temperatura de 150°C        20

Tabla 7. Lecturas de temperatura tomadas del punto 1 al 5 a 200°C del horno de bloque seco        22

Tabla 8. Lecturas de temperatura tomadas del punto 6 al 10 a 200°C del horno de bloque seco        23

Tabla 9. Lecturas de temperatura tomadas del punto 11 al 15 a 200°C del horno de bloque seco        24

Tabla 10. Tabla de cálculos y resultados de estabilidad, gradientes e incertidumbre a una temperatura de 200°C        28

RESUMEN

        El propósito para la caracterización térmica de baños y hornos de temperatura controlada servirá para orientar a él laboratorio de calibración y de ensayo a realizar estudios de uniformidad térmica de los baños y hornos, mejorar sus prácticas de medición, garantizar la trazabilidad metrológica y estimar la incertidumbre de medida con la que contribuyen estos equipos en el proceso de calibración de termómetros o en el resultado de los ensayos. Encontrar los puntos exactos de mediciones para garantizar una calibración adecuada, verificar el termómetro patrón para comparar las mediciones de dicho termómetro con los termopares a calibrar por medio de una prueba de punto de hielo, la caracterización será realizada en dos puntos de temperatura 150°C y 200°C de esta manera sabremos la estabilidad de cada uno de los puntos, determinaremos cuales pozos tiene la mejor estabilidad de acuerdo al pozo de referencia y la distancia correcta a dicho punto. así el laboratorio tendrá la certeza que las lecturas de la calibración serán las correctas y poder determinar la incertidumbre de los sensores de temperatura. Se realizará un total de 450 lecturas por cada temperatura y se realizaran los cálculos correspondientes siguiendo la guía técnica de trazabilidad metrológica e incertidumbre de medida en caracterización térmica de baños y hornos de temperatura controlada en noviembre del 2012 realizada por el Centro Nacional de Metrología (CENAM) en conjunto con la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA).

1. INTRODUCCIÓN

        “Metrológi-K Laboratorios S. A. de C. V. (MKL) fue creada en 2003 y obtuvo sus acreditaciones de competencia para realizar calibraciones en las magnitudes de viscosidad, tiempo y densidad en el 2004. Fue el primer laboratorio que acredito la competencia en calibraciones de viscosímetros y actualmente es el laboratorio líder en calibraciones de viscosímetros en México” (Metrologi-k, 2015).

        Viendo las necesidades de crecimiento del laboratorio y el estado de Guanajuato en la que se encuentra ya que, “de enero a septiembre de 2016, la entidad atrajo una inversión extranjera directa de 987.0 mdd, lo que representó el 5.0% del total nacional” (gob.mx, 2018). Se decidió realizar una próxima acreditación por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA) y realizar calibraciones en la magnitud de temperatura, por lo cual se busca caracterizar sus equipos de baños térmicos y hornos de temperatura controlada garantizando trazabilidad y mediciones correctas.

        Basándose en documentos pertenecientes al Centro Nacional de Metrología (CENAM) para caracterizar es realizar un mapa térmico dentro del horno para cuantificar la uniformidad térmica en estabilidad y gradientes. “Evaluar si la temperatura dentro de la zona de trabajo tiene el nivel requerido de uniformidad y si las variaciones de temperatura o humedad con el tiempo están también dentro de los límites aceptables” (CENAM, 2012).

        Los parámetros por caracterizar dependerán del tipo del sistema y de la utilización de este, los cuales pueden ser estabilidad de temperatura y humedad, uniformidad de temperatura y humedad, calibración, tiempo de recuperación y equilibrio.

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