Inf-maquinarias-1.doc

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE LABORATORIO Nº 01 CURSO

: MAQUINARIA INDUSTRIAL Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

AL

: Ing. Msc. MIRANDA ZEA, Norberto

DEL

: LEON HANCCO, Delfín

ASUNTO

: CÁLCULO DE ESPESORES Y PRESIÓN DE TRABAJO MÁXIMO DE LOS RECIPIENTES

FECHA

: 12/04/2016

CALCULO DE ESPESORES Y PRESION DE TRABAJO MAXIMO DE LOS RECIPIENTES I. FUNDAMENTO TEORICO RECIPIENTES: Para el cálculo de espesores de pared, y análisis de cualquier combinación factible de presión, peso muerto, conexiones, viento y cargas sísmicas de acuerdo con ASME Section VIII División 1. Recipientes verticales: pueden ser calculados recipientes soportados por patas, orejas o polleras con condiciones de carga muerta y/o viva. Pueden ser especificadas condiciones y posiciones de prueba hidráulica.

Recipientes horizontales: El análisis de tensiones de recipientes horizontales sobre cunas se realiza mediante el método de L. P. Zick. Los resultados incluyen esfuerzos sobre las cunas, en la parte media del recipiente y en los cabezales. 

Componentes: Envolturas y cabezales. Análisis por presión interna y externa y diseño de componentes incluyendo: cilindros, conos, y cabezales elípticos, esféricos, toriesféricos y planos. Calcula el espesor requerido y la máxima presión interna para un componente dado. Determina además la temperatura de diseño mínimo por UCS-66 y evalúa anillos para diseño por presión externa. Secciones cónicas: análisis de secciones cónicas por presiones internas y externas. Cálculo completo de áreas de refuerzo y momentos de inercia para conos bajo ambas presiones. 

Conexiones: Calcula espesores de pared y refuerzos por UG-37 bajo presiones internas y externas y bajo condiciones MAPNC para conexiones en cuerpo y cabezales. El programa incluye tablas de diámetros y espesores de pared para los diámetros de cañerías nominales. 

Bridas: Listados MAWP y MAP para todas las conexiones definidas en el recipiente. El diseño de bridas puede realizarse o bien cambiando el espesor o cambiando el resto de los parámetros.



Anillos base: evalúa espesores y tensiones para polleras y anillos. Tensiones debidas a cargas localizadas: calcula las tensiones en cuerpos cilíndricos o esféricos debido a la acción de cargas localizadas usando el método de P. P. Bijlaard definido en WRC Boletín 107. PRESIÓN: Fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newton por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. Presión de diseño: Los recipientes que han de fabricarse para trabajar sujetos a presiones externas de 15 psia o menores, y que se llevarán la placa con el símbolo de la norma para indicar que cumplen con las reglas para presión externa, deberán diseñarse para una presión externa máxima permitida de 15 psia o 25 % más que la presión externa máxima posible, según qué valor sea – Norma – UG-28 (f). Presión de prueba: Los recipientes de una sola pared para vacío o vacío parcial, deberán someterse a una prueba hidrostática interna, o cuando no sea posible hacer la prueba hidrostática a una prueba neumática. UG-99 (f). Cualquiera de las dos pruebas deberá hacerse a una presión no menor de 1 ½ veces la diferencia entre la presión atmosférica normal y la presión interna absoluta mínima de diseño UG-99 (f). Presión de los fluidos carga estática: El fluido contenido en el recipiente ejerce presión sobre las paredes del mismo. Cuando el fluido está en reposo, la intensidad de la presión en un punto es igual en todas direcciones hacia los lados y el fondo del recipiente y varía según la altura del fluido respecto al punto en el que se esté considerando la presión.

Cuando sea aplicable, la carga estática deberá sumarse a la presión de diseño del recipiente. Para ello existen tablas que indican las relaciones que existen entre la presión y la altura del agua. II. OBJETIVOS  

Calcular el espesor de los diferentes equipos, del LOPU utilizando las normas del ASME. Determinar y evaluar la presión (interna y externa) máxima de trabajo de los diferentes equipos del LOPU utilizando las normas del ASME.

III. EVALUACIÓN Y DISEÑO 3.1 COMPRESOR DE AIRE (VERTICAL) 3.1.1 PRESION INTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO: 



=Presión de operación o de proceso: Po = 116.030 Psi

P = Presión de diseño o máxima de trabajo

P =?

      

S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF) S = 17500

E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1 E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura: E = 1.00 R = Radio exterior: R = 20cm ≈ 7.874pulg

D =Diámetro exterior: D = 40cm ≈ 15.748pulg t = Espesor de la pared requerido: t =?

C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

L

R

De la tabla:

=

7.874

= 2.00

15.748

= .

CALCULO: ESPERSOR REQUERIDO DE UNA CABEZA TORRISFERICA

+

C. A = 0.125pulg = 0.182pulg

=

=

+ ( − . )

116.030 × 15.748 × 1.10

2 × 17500 × 1.00 + 116.030(1.10 − 0.2) = .

Usar una cabeza de 0.375 pulg =3/8” CALCULO: PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO PERMITIDA P Para una cabeza torriesferica de 0.0037 pulg de espesor en una zona orrosiva. = =

− ( − . )

2 × 17500 × 1.00 × 0.057

= .

3.1.2 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores)

DATOS DE DISEÑO:   



   

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 40cm ≈ 15.748 pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 58.5cm ≈ 23.150pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70. T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para cabeza torriesferica Si: t = 0.197pulg

Do = 15.748pulg

RO = Do RO = 15.748 pulg

A = 0.125 t

0.197

(

Página 41 se lee B: Se tiene:

(

A=

RO

)

0.125 15.748

)

B = 14000

P=

15.748

=

= .

(

14000

)

3.2. EQUIPO DE FILTRACIÓN A PRESIÓN CONSTANTE (VERTICAL) 3.2.1 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores)

DATOS DE DISEÑO:   



   

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 25.6cm ≈ 10.079pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 31cm ≈ 12.205pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70. T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.1cm ≈ 0.039 pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.039pulg

Do = 10.079pulg

RO = 0.9D o RO = 0.9 × 10.079 pulg RO = 9.071 pulg

A=

0.125 t

(

RO

)

A=

9.071

(

A = 0.00054

Página 41 se lee B: Se tiene:

B = 8000

P=

=

9.071

= .

(

0.125 8000

)

)

3.3 CALDERA (VERTICAL) 3.3.1 PRESION INTERNA DATOS DE DISEÑO:   

17500 Psi      

=Presión de operación o de proceso: Po = 125 Psi P = Presión de diseño o máxima de trabajo: P =? S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF): S = E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1: E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura: E = 1.00 R = Radio interior: R = 0.433m ≈ 17.047pulg D =Diámetro interior: D = 0.865m ≈ 34.055pulg t = Espesor de la pared requerido: t = 0.01m = 0.394 pulg = 1/2" C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

CALCULOS: Para una cabeza sin costura de 0.394 pulg de espesor en una zona corrosiva. = =

3.3.2 PRESION EXTERNA DATOS DE DISEÑO:   





= Presión de operación o de proceso: ( PO = 125 Psi) = Diámetro exterior: (Do = 0.885cm ≈ 34.843pulg)

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: L = 2.07cm ≈ 81.496 pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70.

+ .

2 × 17500 × 1.00 × 0.394 17.047 + 0.6 × 0.394 = .

T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF

 

= Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41): E = 29 000 000



= Espesor del casco: t = 0.01m ≈ 0.394 pulg

CALCULOS: Presión de diseño o trabajo máximo (P) Si: t = 0.394pulg Longitud

L = 81.496 pulg L

=

D

81.496

= 2.339

34.843

0

D0

=

t

34.843

= 88.434

0.394

Se lee en la gráfica (Página 40)

A = 0.0007

Como el valor de A cae a la izquierda de la línea aplicable de temperatura en la figura (Página 41) P=2

=()

× 0.0007 × 29000000 3(88.434) = .

3.4 EQUIPO DE FILTRACION CON CARBON ACTIVADO (VERTICAL) 3.4.1 PRESION INTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO: 

       

=Presión de operación o de proceso: Po = 10 Psi

P = Presión de diseño o máxima de trabajo

P =?

S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF) S = 17500

E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1 E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura: E = 1.00 R = Radio exterior: R = 15cm ≈ 5.906pulg

D =Diámetro exterior: D = 30cm ≈ 11.811pulg t = Espesor de la pared requerido: t =?

C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

De la tabla:

L

R = 5.906 = 2.00

11.811 = .

CALCULO: ESPERSOR REQUERIDO DE UNA CABEZA TORRISFERICA = +

C. A = 0.125pulg = 0.129pulg

=

2 × 17500 × 1.00 + 10(1.10 − 0.2)

+ ( − . )

10 × 11.811 × 1.10

= .

Usar una cabeza de 0.375 pulg =3/8” CALCULO: PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO PERMITIDA P Para una cabeza torriesferica de 0.0037pulg de espesor en una zona corrosiva. = =

− ( − . )

2 × 17500 × 1.00 × 0.0037

= .

3.4.2 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO:   



   

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 30cm ≈ 11.811pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 100.4cm ≈ 39.528pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70. T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: LA PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.197pulg

Do = 11.811pulg

RO = Do

RO = 11.811 pulg A=

0.125 t

(

RO

)

A=

11.811

(

Página 41 se lee B:

0.125

A = 0.0021

)

B = 15500

Se tiene: P=

11.811

=

15500

(

)

= .

3.5 EQUIPO DE TANQUE ENCHAQUETADO (VERTICAL) 3.5.1 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores)

DATOS DE DISEÑO:        

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 70.701cm ≈ 27835pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 100.4cm ≈ 39.528pulg S=Material SA515-70: S = 17500 Psi T= Temperatura: T = 15ºC ≈ 59ºF = Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.687cm ≈ 0.270pulg C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

Diámetro interior:

D = D − 2t

i D i = 27.835 − 2 × 27.295 D i = 27.295 pulg

Radio interior: R=

Di

2

2

= .

CALCULO: LA PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) a) Se tiene la primera ecuación: PDi

t= 0.270 =

2SE − P

P × 27.295

2 × 17500 × 0.85 − P

+ C. A + 0.125

P = 147.959 Psi

b) Se tiene una segunda ecuación: t=

SE − 0.6P

PR

+ C. A

P × 13.648

0.270 =

17500 × 0.85 − 0.6 × P P = 147.789 Psi

c) Se tiene una tercera ecuación: PD m

t= D =

i

D

m

+ C. A

2SE

D + (D + 2 × t) m

+ 0.125

i

2

=

Dm = 27.565 pulg

27.295 + (27.295 + 2 × 0.270)

2

Reemplazando: La presión establecida es:

0.270 =

2 × 17500 × 0.85

P × 27.565

+ 0.125

P = 147.288 Psi

= .

CALCULO: ESFUERZO LONGITUDINAL (SP) PD m

S = P

Reemplazando: SP =

147.959 × 27.565 SP = 3776.379 Psi

4t

4 × 0.270

CALCULO: ESFUERZO TANGENCIAL (ST) El esfuerzo tangencial es perpendicular al esfuerzo meridional (S m) S = T

Reemplazando: ST =

147.959 × 13.648 ST = 7479.053 Psi

t

PR

0.270

CALCULO: ESFUERZO ADMISIBLE DE TRABAJO (S) S P*R 2*t

S  147.959 psi *13.648 pu lg 2 * 0.270 pu lg S  3739.527 psi

CALCULO: VOLUMEN TOTAL DEL EQUIPO (V) Para el tanque será: V *R2*h V

  * (13.648 pu lg) 2 * 33.071

pu lg V  19352.463 pu lg 3 CALCULO: AREA TOTAL DEL EQUIPO (A) Para el tanque se tiene:

A

 2 * * R * (R  h)

A  2 * *13.648 pu lg* (13.648  33.071) pu lg A  4006.299 pu lg 2 3.6 TANQUE DOSIFICADOR (VERTICAL) 3.6.1 PRESION INTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO: 

       

=Presión de operación o de proceso: Po = 31.133 Psi

P = Presión de diseño o máxima de trabajo

P =?

S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF) S = 17500

E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1 E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura. E = 1.00 R = Radio exterior: R = 18.5cm ≈ 7.283pulg

D =Diámetro exterior: D = 37cm ≈ 14.567pulg t = Espesor de la pared requerido: t =?

C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

CALCULO: PRESION INTERNA DE OPERACIÓN O PRESION DE PROCESO =(

ó Donde: =Peso específico del agua a 60ºC =0.035 lb/pulg 3

=Altura de la columna del producto=15.945pulg = 1.328pie

Si: 1pie (H2O) ≈ 0.433 Psi →

1.328pie ≈ 0.575 Psi

Reemplazando

=

+

).

+

=

+

()

= 0.035 × 15.945 lb/pulg2 = . = .

= ( .+ .

= .

+ )

CALCULO: ESPERSOR REQUERIDO DE UNA CABEZA ELIPSOIDAL 2:1 SIN COSTURA

+ C. A = 0.125pulg = 0.138pulg

=

=

2 × 17500 × 1.00 + 1.8 × 31.133 = .

+ .

31.133 × 14.567

Usar una cabeza de 0.375 pulg =3/8” DETERMINAR LA PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO PERMITIDA P Para una cabeza elipsoidal 2:1 sin costura de 0.013 pulg de espesor en una zona corrosiva. = =

− .

2 × 17500 × 1.00 × 0.013 14.567 − 1.8 × 0.013 = .

3.6.2 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO:  

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 37cm ≈ 14.567pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 40.5cm ≈ 1.328pie ≈ 15.945pulg 



   

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70.

T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material. (Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.197pulg

Do = 14.567pulg

RO = 0.9Do

RO = 0.9 × 14.567 pulg RO = 13.110 pulg

0.125

A=

A=

13.110

R

( tO)

0.125

(

A = 0.0019

Página 41 se lee B: Se tiene:

)

B = 15000

=()

P=

15000 13.110

(

= .

0.197

)

3.7 TANQUE PRECALENTADOR (HORIZONTAL) 3.7.1 PRESIÓN INTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO: Presión a 60ºC (Tabla F.1 Smith Van Ness)=19.92kPa=2.890 Psi 

       

=Presión de operación o de proceso: Po = 2.89 Psi

P = Presión de diseño o máxima de trabajo

P =?

S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF) S = 17500

E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1 E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura. E = 1.00 R = Radio exterior: R = 19.5cm ≈ 7.677pulg

D =Diámetro exterior: D = 39cm ≈ 15.354pulg t = Espesor de la pared requerido: t =?

C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

CALCULO: ESPERSOR REQUERIDO DE UNA CABEZA ELIPSOIDAL 2:1 SIN COSTURA =

+

C. A = 0.125pulg = 0.126pulg

=

+ .

2.89 × 15.354

2 × 17500 × 1.00 + 1.8 × 2.89 = .

Usar una cabeza de 0.375 pulg =3/8”

CALCULO: PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO PERMITIDA P Para una cabeza elipsoidal 2:1 sin costura de 0.012 pulg de espesor en una zona corrosiva. = 2 × 17500 × 1.00 × 0.0012

=

− .

15.354 − 1.8 × 0.0012 = .

3.7.2 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO:        

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 39cm ≈ 15.354pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 87cm ≈ 34.252pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70. T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF

= Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.197pulg

Do = 12.165pulg

RO = 0.9Do

RO = 0.9 × 15.354 pulg = .

A=

A = 0.125

13.819

Página 41 se lee B: Se tiene:

0.125

(

(

t

RO

)

)

A = 0.0018 B = 15000

P=

=

13.819 (

(

)

)

= .

3.8 TANQUE DE SALMUERA (VERTICAL) 3.8.1 PRESION INTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO: 

      

=Presión de operación o de proceso: Po = 33.512Psi

P = Presión de diseño o máxima de trabajo

P =?

S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF) S = 17500

E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1 E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura: E = 1.00 D =Diámetro exterior: D = 57cm ≈ 22.441pulg t = Espesor de la pared requerido: t =?

C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

CALCULO: PRESION INTERNA DE OPERACIÓN O PRESION DE PROCESO =(

ó

=

Donde:

).

+

+

=

=Peso específico del agua a 60ºC =0.035 lb/pulg3 =Altura de la columna del producto=49.409 pulg = 4.117 pie Si: 1pie (H2O) ≈ 0.433 Psi → 4.117pie

+

()

= 0.035 × 49.409 lb/pulg2 = .

≈ X Psi

= .

Reemplazando

=( .

+ .

= .

+ )

DETERMINAR EL ESPERSOR REQUERIDO DE UNA CABEZA ELIPSOIDAL 2:1 SIN COSTURA

+ C. A = 0.125pulg = 0.146pulg

=

=

2 × 17500 × 1.00 + 1.8 × 33.512 = .

+ .

33.512 × 22.441

Usar una cabeza de 0.375 pulg =3/8”

DETERMINAR LA PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO PERMITIDA P Para una cabeza elipsoidal 2:1 sin costura de 0.021 pulg de espesor en una zona corrosiva = − .

= 2 × 17500 × 1.00 × 0.021

22.441 − 1.8 × 0.021

= .

3.8.2 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO:  

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 57cm ≈ 22.441pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 125.5cm ≈ 4.117 pie ≈ 49.409 pulg 



   

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70.

T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material. (Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.197pulg

Do = 22.441pulg

A=

A= 20.197

Página 41 se lee B: Se tiene:

RO = 0.9Do RO = 0.9 × 22.441 pulg RO = 20.197 pulg

0.125 (

R

( tO)

0.125

)

A = 0.0012 B = 12500

P=

20.197

= (

12500

= .

)

3.9 TANQUE ABLANDADOR DE AGUA POR RESINAS DE ZEOLITAS DE SODIO (VERTICAL) 3.9.1 PRESION INTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO: 

      

=Presión de operación o de proceso: Po = 40 Psi

P = Presión de diseño o máxima de trabajo

P =?

S = Esfuerzo de las placas de tablas del código ASME A515-70 a 60ºC(140ºF) S = 17500

E = Eficiencia de la juntas del casco y la cabeza elipsoidal 2:1 E = 0.85 E = Eficiencia de la junta de las cabezas sin costura: E = 1.00 D =Diámetro exterior: D = 37cm ≈ 14.567pulg t = Espesor de la pared requerido: t =?

C.A = Margen de corrosión: C. A = 0.125pulg

CALCULO: ESPERSOR REQUERIDO DE UNA CABEZA ELIPSOIDAL 2:1 SIN COSTURA =

+ C. A = 0.125pulg = 0.142pulg

=

+ .

2 × 17500 × 1.00 + 1.8 × 40 = .

40 × 14.567

Usar una cabeza de 0.375 pulg =3/8” DETERMINAR LA PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO PERMITIDA P Para una cabeza elipsoidal 2:1 sin costura de 0.017 pulg de espesor en una zona corrosiva. =

=

− .

2 × 17500 × 1.00 × 0.017 14.567 − 1.8 × 0.017 = .

3.9.2 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores) DATOS DE DISEÑO:   



   

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 37cm ≈ 14.567pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 172.5cm ≈ 67.913 pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70. T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.197pulg

Do = 14.567pulg

RO = 0.9D o

RO = 0.9 × 14.567 pulg = .

A=

13.110

Página 41 se lee B: Se tiene:

(

A = 0.125

0.125

t

(

RO

)

)

A = 0.0019 B = 15000

P=

13.110

=

(

15000

= .

)

3.10 TANQUE PARA PREPARAR FLOCULANTE (VERTICAL) 3.10.1 PRESION EXTERNA (Expresada en función de las dimensiones exteriores)

DATOS DE DISEÑO:   



   

= Presión de operación o de proceso: PO = 15 Psi = Diámetro exterior: Do = 23.4cm ≈ 9.213pulg

= Longitud de recipiente de tangente a tangente: H = 35cm ≈ 13.780pulg

Cabezas 2:1 elipsoidales Material SA515-70 T= Temperatura: T = 60ºC ≈ 140ºF = Módulo de elasticidad del material.(Pág. 41) E = 29000000 = Espesor del casco: t = 0.5cm ≈ 0.197pulg

CALCULO: PRESION DE DISEÑO O TRABAJO MÁXIMO (P) Para 2:1 cabeza elipsoidal Si: t = 0.197pulg

Do = 9.213pulg

RO = 0.9D o RO = 0.9 × 9.213 pulg RO = 8.292 pulg

A=

A=

Página 41 se lee B: Se tiene:

0.125 (

8.292

(

RO

)

t

A = 0.0030

)

B = 16000

P=

=

8.292

(

16000

= .

)

CONCLUSION Concluida el informe final de la práctica se llegó a la siguiente conclusión: PRIMERO: Los espesores calculados de algunos equipos va con las normas de los diseños; los espesores calculados por el barlovento, sotavento y pandeo son casi similares, por lo que se concluye que el diseño de los equipos están bien diseñados, pero no siempre son correctas por lo existirá deficiencias como las presiones y la forma de ensamblaje con las tuberías y conexiones, considerar siempre el espesor del material a emplear en la construcción del equipo. SEGUNDA: Las presiones obtenidas son nuestras presiones máximas que soportan nuestros equipos para determinado espesor de lámina o plancha de acero, dichos datos hallados son presiones de trabajo, Con estos datos obtenidos se observa que los datos de diseño concuerdan con los datos reales por lo que el uso del acero inoxidable.

BIBLIOGRAFIA 

Tesis: “Ablandador de agua por resina zeolita de sodio”



Tesis: “Diseño y construcción de un equipo de Absorción y la Evaluación de platos rellenos para el sistema H2O – CO2”



PERRY CHILTON (1986) “BIBLIOTECA DEL INGENIERO QUÍMICO” México - Quinta edición - Editorial Mc. Graw-Hill



Copias de sesión de clase.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE LABORATORIO Nº 02 CURSO

: MAQUINARIA INDUSTRIAL Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

AL

: Ing. Msc. MIRANDA ZEA, Norberto

DEL

: LEON HANCCO, Delfín

ASUNTO

: REDUCCION DE VELOCIDADES EN POLEAS

FECHA

: 19/04/2016 REDUCCION DE VELOCIDADES EN POLEAS

I. FUNDAMENTO TEÓRICO POLEA: Dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda (también denominada roldana) montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. Tanto la polea como la rueda y el eje pueden considerarse máquinas simples que constituyen casos especiales de la palanca. Una polea fija no proporciona ninguna ventaja mecánica, es decir, ninguna ganancia en la transmisión de la fuerza: sólo cambia la dirección o el sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda. Sin embargo, con un sistema de poleas móviles (también llamado polipasto) sí es posible obtener una ventaja o ganancia mecánica, que matemáticamente se define como el cociente entre la fuerza de salida (carga) y la fuerza de entrada (esfuerzo). En el caso ideal la ganancia mecánica es igual al número de segmentos de cuerda que sostienen la carga que se quiere mover, excluido el segmento sobre el que se aplica la fuerza de entrada. El rozamiento reduce la ganancia mecánica real, y suele limitar a cuatro el número total de poleas.

Transmisión por Correas: Las correas planas y las correas en v se pueden emplear para trasmitir potencia de un eje a otro, cuando no se necesita mantener una razón de velocidades exacta entre los dos ejes. En la mayor parte de las trasmisiones por correa, las pérdidas de potencia debidas al deslizamiento y al arrastre son de 3 a 5 por ciento. En el presente estudio se supone que los ejes son paralelos. Sin embargo, tanto las correas planas como las correas en V se pueden utilizar para trasmitir potencia entre ejes no paralelos, si se satisfacen requerimientos especiales. En este caso, para que la correa se apoye correctamente sobre las poleas, se debe aproximar cada polea a un plano central perpendicular al eje de rotación de la polea. El diseño de una correa implica la selección de la correa adecuada para trasmitir una determinada potencia o bien, la determinación de la potencia que se puede trasmitir con una correa plana o con una correa en V dada. En el primer caso, la anchura de la correa es desconocida, mientras que en el segundo caso es conocida. En ambos casos se supone el espesor de la correa. Reductores.

Los Reductores o Motor reductores son apropiados para el accionamiento de toda clase de máquinas y aparatos de uso industrial, que necesitan reducir su velocidad en una forma segura y eficiente. Las transmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes que aún se usan para la reducción de velocidad presentan ciertos inconvenientes. Al emplear reductores o motor reductores se obtiene una serie de beneficios sobre estas otras formas de reducción. Algunos de estos beneficios son: Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida. Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor. Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento. Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje. Menor tiempo requerido para su instalación. II. OBJETIVOS  Determinar las RPM del reductor 

Determinar las distancias entre el motor y el reductor

III. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MOLINO DE RODILLOS DATOS EXPERIMENTALES D =33 cm d= 7 cm E = 46 cm = RPM =1680 RPM L = 144 cm n₂

n₁

3.1.1 CALCULO DE LA LONGITUD APROXIMADA Lth = 2 ∗ E + 1.57 ∗ (D + d) +

Lth = 2 ∗ 46 + 1.57 ∗ (33 + 7) + Lth = 158.47 cm

(D − d)2 4∗E

(33 − 7)2 4 ∗ 46

3.1 .2 CALCULO DE LA DISTANCIA REAL (E’) E= E=

L − 1.57 ∗ (D + d)

(D − d)2

−

2

144 − 1.57 ∗ (33 + 7)

4 ∗ [L − 1.57 ∗ (D + d)]

(33 − 7)

−

2

2

4 ∗ [144 − 1.57 ∗ (33 + 7)]

= .

3.1.3 CALCULO DEL ARCO DE CONTACTO SOBRE LAS POLEAS . ∗ ( + ) < < ∗ ( − ) 0.7 ∗ (33 + 7) < E < 2 ∗ (33 − 7) 28 < E < 52

3.1.4 VARIACIÓN ENTRE EJES

[E − 0.015 ∗ L] hasta [E − 0.030 ∗ L]

[46 − 0.015 ∗ 144] hasta [46 − 0.030 ∗ 144]

3.1.5 CALCULO DE LAS RPM

43.84

.

= n2 =

n2 =

n1 ∗ d1 D

1680 ∗ 7 33

n2 = 356.36 RPM

3.2 CANGILONES

E=59 cm

D=35.3

B

N4=rpm

D=12.1 N2=rp

d=13.6 cm n3=rpm E=32 cm

A

d=6.1c

3.2.1 CÁLCULOS PARA EL GRAFICO A 3.2.1.1 DATOS EXPERIMENTALES D =12.1 cm d= 6.1 cm E = 32 cm = RPM =1668 RPM L = 94.5 cm n₂

n₁

3.2.1.2 CALCULO DE LA LONGITUD APROXIMADA (D − d)2

Lth = 2 ∗ E + 1.57 ∗ (D + d) +

4∗E

(12.1 − 6.1)2

Lth = 2 ∗ 32 + 1.57 ∗ (12.1 + 6.1) +

4 ∗ 32

Lth = 92.86 cm

3.2.1.3 CALCULO DE LA DISTANCIA REAL (E’) E′ =

L − 1.57 ∗ (D + d) 2

−

(D − d)2

4 ∗ [L − 1.57 ∗ (D + d)]

E′ = 94.5 − 1.57 ∗ (12.1 + 6.1) −

2

(12.1 − 6.1)

2

4 ∗ [94.5 − 1.57 ∗ (12.1 + 6.1)]

E′ = 32.02 cm

3.2.1.4 CALCULO DEL ARCO DE CONTACTO SOBRE LAS POLEAS 0.7 ∗ (D + d) < E < 2 ∗ (D − d) 0.7 ∗ (12.1 + 6.1) < E < 2 ∗ (12.1 − 6.1) 12.74 < E < 12

3.2.1.5 VARIACIÓN ENTRE EJES

[E − 0.015 ∗ L] hasta [E − 0.030 ∗ L]

[32 − 0.015 ∗ 94.5] hasta [32 − 0.030 ∗ 94.5]

30.60 hasta 29.185

3.2.1.6 CALCULO DE LAS RPM n

1

n

2

=

D

d

1

n1 ∗ d1

n2 =

D

n2

=

1668 ∗ 6.1 12.1

n2 = 840.89 RPM

3.2.2 CÁLCULOS PARA EL GRAFICO B 3.2.2.1 DATOS EXPERIMENTALES D =35.3 cm d= 13.6 cm E = 59 cm = RPM =840.89 RPM L = 192.5 cm n₄

n₃

3.2.2.2 CALCULO DE LA LONGITUD APROXIMADA (D − d)2

Lth = 2 ∗ E + 1.57 ∗ (D + d) +

Lth = 2 ∗ 59 + 1.57 ∗ (35.3 + 13.6) +

4∗E

(35.3 − 13.6) 2 = .

4 ∗ 59

3.2.2.3 CALCULO DE LA DISTANCIA REAL (E’) E′ = E′ =

L − 1.57 ∗ (D + d)

(D − d)2

−

2

192.5 − 1.57 ∗ (35.3 + 13.6)

4 ∗ [L − 1.57 ∗ (D + d)]

(35.3 − 13.6)

−

2

2

4 ∗ [192.5 − 1.57 ∗ (35.3 + 13.6)]

E′ = 59.61 cm

3.2.2.4 CALCULO DEL ARCO DE CONTACTO SOBRE LAS POLEAS 0.7 ∗ (D + d) < E < 2 ∗ (D − d) 0.7 ∗ (35.3 + 13.6) < E < 2 ∗ (35.3 − 13.6) 34.02 < E < 42.08

3.2.2.5. VARIACIÓN ENTRE EJES

[E − 0.015 ∗ L] hasta [E − 0.030 ∗ L] [59 − 0.015 ∗ 192.5] hasta [59 − 0.030 ∗ 192.5] 56 hasta 53.23

3.2.2.6. CALCULO DE LAS RPM n1 n

2

=

D

d

1

n1 ∗ d1

n2 =

D

n1

=

840.89 ∗ 13.6 = .

35.3

3.3 EVALUACIÓN Y DISEÑO Datos obtenidos a partir de las diferentes poleas existentes en el laboratorio 3.3.1 EQUIPO DE FILTRACIÓN A PRESIÓN CONSTANTE:

A) EN LA PARTE SUPERIOR DATOS: d = 4.8 cm n = ? D = 20 cm N = 240 rpm Distancia entre ejes: E′ = 42cm = 420mm L =?

CALCULOS: (

n

=

n = 240 × 20

=

)

(ND)

=(

d

)

REDUCTOR DE VELOCIDAD MOTOR 4.8

LONGITUD APROXIMADA DE LA CORREA: L = 2 ′ + 1.57(D − d) +

L = 2 × 42 + 1.57(20 − 4.8) + (20 − 4.8)2 4 × 42 = .

3.3.2 TANQUE PARA PREPARAR FLOCULANTE:

A) EN LA PARTE SUPERIOR DATOS OBTENIDOS d = 4.98 cm n = 3400 rpm D = 12.828 cm N=? Distancia entre los ejes:

E′ = 35.5cm

L=? CALCULO:

(D − d)2

(

)

N

D

=(

)

= REDUCTOR DE VELOCIDAD N = 3400 × 4.98

=

12.828

(nd) MOTOR

LONGITUD APROXIMADA DE LA CORREA: L = 2 ′ + 1.57(D − d) + (D − d)2 4 ′ L = 2 × 35.5 + 1.57(12.828 − 4.98) + (12.828 − 4.98)2 4 × 35.5 = .

3.3.3. EQUIPO DE TRANSPORTADOR DE TORNILLOS SIN FIN 3.3.3.1 DATOS OBTENIDOS = =

= . =?

(

)

n

3.3.3.1 DATOS OBTENIDOS =?

=

=(

CALCULOS )

(ND) d REDUCTOR DE VELOCIDAD MOTOR n = 1680 × 20

10.6

=

CALCULO (

=

= .

= = .

N

N = 280 × 5.8

13.0

3.3.3.3 DATOS OBTENIDOS

(

)

)

D (nd) MOTOR = REDUCTOR DE VELOCIDAD

= . = = . =?

N

D

=(

SOLUCIÒN )

= REDUCTOR DE VELOCIDAD N = 1680 × 7.8

335

=

(nd) MOTOR

=(

)

3.4 POLEA COMPUESTA

3.4.1 DE LA FIGURA ”A” A PARTIR DE LA GEOMETRÍA

DATOS: Distancia entre los ejes:

= .

=

= . =? ′

= .

=?

CALCULO:

)

( 1 1)

=(2 2

2

=

2

(

2

)

1 1

1680 × 6.2

= 2=

12.9

.

Hallando “Longitud” aproximada de la correa: = 2 ′ + 1.57(

− )+

( − )2

= 2 × 32.1 + 1.57(12.9 − 6.2) + (12.828 − 6.2)2 4 × 32.1 = .

3.4.2 DE LA FIGURA ”B” A PARTIR DE LA VISTA FRONTAL:

DATOS: = . =

= =?

Distancia entre los ejes: ′

= .

=?

CALCULO:

(

)

)

=( = (1

)

=

1668 × 6.1

36

= .

3.4.3 LONGITUD APROXIMADA DE LA CORREA:

= 2 ′ + 1.57( − ) +

( − )

2

4′

= 2 × 60.1 + 1.57(36 − 6.1) +

(36 − 6.1)2

= .

3.4.4 CÁLCULO DE LA DISTANCIA REAL ( E’) '

E '

Dd 

L 1.57D  d 

2

2



4L 1.57D  d 

170.862 1.5736  6.1

E 2 E'  50.579cm



36  6.12

4170.862 1.5736  6.1

3.4.5 ÁLCULO DEL ARCO DE CONTACTO SOBRE LAS POLEAS 0.7D  d   E  2D  d  0.7(36  6.1)  E  2(36  6.1) 289.47  E  59.8

4 × 60.1

3.5 EQUIPO DE TANQUE ENCHAQUETADO (MARMITA):

3.5.1 EN LA PARTE SUPERIOR DATOS:

= 7.3cm n = 1725rpm D = 0.2 cm N =?

Distancia entre los ejes:

E′ = 21.725cm =?

(

)

N

D

SOLUCIÒN

=(

)

= REDUCTOR DE VELOCIDAD N = 12.828 × 7.3

10.2

=

(nd) MOTOR

Hallando “Longitud” aproximada de la correa: (D − d) L

3.6 COMPRESOR DE AIRE

= 2 ′ + 1.57(D − d) +

= .

2

4′

(10.2 − 7.3)2

L = 2 × 21.725 + 1.57(10.2 − 7.3) + 4 × 21. .725

DATOS:

d = 8.2 cm n = 3400rpm D = 26.0 cm N =?

(

SOLUCIÒN N

D

= REDUCTOR DE VELOCIDAD N = 3400 × 8.2

=

26.0

)

(nd) MOTOR

=(

)

CONCLUSION Concluida el informe final de la práctica se llegó a la siguiente conclusión: PRIMERA: La polea es la segunda de las máquinas simples que han llegado a ser muy útiles para el hombre. Las poleas son de dos clases: fijas y móviles. La polea fija es útil, sobre todo, como elemento de comodidad. No aumenta la potencia que se aplica y, por lo tanto, tampoco cambia la cantidad de movimiento. Lo que cambia es la dirección de la potencia. Otras tres máquinas simples que tienen usos importantes para el hombre son: el plano inclinado, el tornillo, y la cuña. SEGUNDA: Los reductores de velocidad nos ayudan a regular la velocidad, esta es proporcionada a su vez por el motor. Las poleas de tasador nos ayudan a corregir la velocidad de las poleas, en la práctica de laboratorio se tomaron apuntes del motor, distancias, diámetros; realizando una comparación con los datos teóricos obtenidos se observa que hay una pequeña variación, por lo que el cálculo de diseño es correcto.

BIBLIOGRAFIA 

PERRY C. (1986) “Biblioteca Del Ingeniero Químico” México - Quinta edición - Editorial Mc. Graw-Hill.



Mc Cabe W.L / Smith J.C / Harriot P, (1991). “Operaciones Básicas en Ingeniería Química” Cuarta Edición, México Editorial Mc. Graw-Hill –



PERRY CHILTON (1986) “BIBLIOTECA DEL INGENIERO QUÍMICO”. México - Quinta edición - Editorial Mc. Graw-Hill –



Copias de sesión de clase.

ANEXOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE LABORATORIO Nº 03 CURSO

: MAQUINARIA INDUSTRIAL Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

AL

: Ing. Msc. MIRANDA ZEA, Norberto

DEL

: LEON HANCCO, Delfín

ASUNTO

: TRANSPORTADOR DE CANGILONES

FECHA

: 22/04/2016

TRANSPORTADOR DE CANGILONES I. FUNDAMENTO TEÓRICO Los sistemas de transportadores deberán construirse e instalarse de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. INSPECCIÓN, MANTENIMIENTO, Y REPARACIÓN a. La inspección, el mantenimiento, y las reparaciones deberán ser efectuadas por personal calificado, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. b. No se efectuará ningún mantenimiento cuando un transportador esté en operación. c. Se usarán procedimientos de cierre y de etiquetado. Se proporcionará acceso seguro para permitir las actividades de inspección, lubricación, reparación, y mantenimiento. DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD a. En todos los transportadores en los cuales el retroceso o el desbocamiento ofrezcan peligros potenciales, o cuando los efectos de la gravedad crean un potencial de un descenso descontrolado peligroso, se instalarán bloqueos o resguardos para proteger a las personas de lesiones y daños a la propiedad. b. Los sistemas de transportadores deberán estar equipados con una señal de advertencia audible, la cual debe sonar inmediatamente antes de activar el transportador. En los sistemas de transportadores sobre el suelo, estos dispositivos se requerirán únicamente en los puntos de transferencia, carga y descarga y en aquellos puntos donde el personal esté normalmente estacionado. c. Todos los transportadores deberán estar equipados con dispositivos de parada de emergencia en toda su longitud. d. Los dispositivos de seguridad deberán estar dispuestos para operar de modo tal que en caso de interrupción de la energía o fallas del dispositivo, no se presente una condición de peligro. ACCESO

a. Deberán proporcionarse vías de cruce superiores o pasos inferiores con resguardos para pasar por encima o por debajo de los transportadores: está prohibido cruzar sobre o debajo de los transportadores, excepto en donde hayan vías de paso/pasadizos. b. Cuando los transportadores pasen al lado o sobre áreas de trabajo, carreteras, ferrocarriles u otras vías públicos, se instalarán resguardos protectores: los resguardos deberán estar diseñados para atrapar y retener cualquier carga o material que pudiera caerse o salirse del sistema. c. Cuando los transportadores se operen en túneles, fosos, y cerramientos similares, deberá proveerse amplio espacio para permitir el acceso y operación seguros a todo el personal. DISPOSITIVOS DE PARADA DE EMERGENCIA a. A menos que, sin lugar a dudas, un transportador por su diseño, construcción y operación no represente peligros para el personal, se proporcionarán botones de parada de emergencia, cuerdas de halar, interruptores de límite o dispositivos similares de emergencia en las siguientes ubicaciones, para controlar los transportadores de control remoto o de control automático, o los transportadores en los cuales las estaciones del operador no estén dirigidas o estén fuera del contacto auditivo o visual desde las áreas de impulso:  brazos de carga,  puntos de transferencia, y  otras ubicaciones potencialmente peligrosas en el recorrido del transportador, no resguardadas por su ubicación o por resguardos. b. Todos los dispositivos de parada de emergencia deberán ser fácilmente identificables y accesibles. c. Los dispositivos de parada de emergencia deberán actuar directamente sobre el control del transportador concerniente, y no deberán depender de ningún otro equipo para detenerse. d. Los dispositivos de parada de emergencia deberán estar instalados de tal modo que no puedan anularse desde otros lugares. COMPUERTAS E INTERRUPTORES a. Las compuertas y las secciones de cambio colocadas por medio de energía deberán estar provistas con dispositivos que prevengan que estas secciones se caigan, en caso de interrupciones de la energía. b. En todas las compuertas y secciones de cambio se tomarán medidas para prevenir que los materiales transportados se descarguen en áreas abiertas, creadas por el levantamiento de la compuerta o de los cambios. CONTRAPESOS a. Cuando los contrapesos sean apoyados por fajas, cables, cadenas, o medios similares, los pesos deberán estar confinados en un encierro para prevenir la presencia de personal debajo del contrapeso, o se deberá proporcionar un medio de restringir la caída del peso, en caso de fallas del apoyo normal del contrapeso. b. Cuando los contrapesos estén adheridos a brazos de palanca, deberán estar firmemente sujetados.

TOLVAS Y CANALES a. Todas las aberturas de los embudos y canales deberán estar resguardadas para prevenir que las personas se paren accidentalmente en ellas: de no ser práctico poner resguardos, se deberán colocar señales de advertencia. b. Las tolvas de volteo que tengan la tolva a ras del suelo y que por su uso no puedan estar resguardadas, deberán estar equipadas con rejillas que tengan una abertura máxima de 5 cm (2 pulgadas) y ser los suficientemente fuertes para soportar cualquier carga que les pueda ser impuesta. Si la abertura de las rejillas es más grande, o si no se provee ninguna rejilla, se colocarán barandas temporales alrededor de las tolvas al nivel del suelo, cuando las operaciones de volteo no estén en marcha: durante las operaciones de volteo, se deberán colocar señales de advertencia en lugares conspicuos para advertir al personal sobre la presencia de un foso abierto. II. OBJETIVOS  Evaluar la potencia del motor en cangilones continuos para el transporte de quinua. III. MATERIALES Y EQUIPOS  Motor     

Cronómetro Vernier Metro Vaso de precipitación Balanza de triple barra

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4.1 DETERMINAR LA DENSIDAD APARENTE= DE LA QUINUA V = 250ml

W = 170g

Reemplazando:

170

=

= 0.68

DATOS: =? = = =

= .

= .

= .

= .= .= .= . == .

4.2 CAPACIDAD DE CARGA =() ==

=

:

Si: = .

Reemplazando: W = 0.163 h × 1h

= .

4.3 CAPACIDAD TEORICA

=

:

=? =

== =

=

(á

)= .

:

== .= .

(

) =?

Tm

( )( )( )( )

= .

4.5 NÚMERO DE CANGILONES =

W=T×t

= = × .

= .

4.6 VOLUMEN DE CADA CANGILON

= ×

=

×

×

=×

: == == .

Reemplazando:

= . × . × .

= .= .

×

Reemplazamos en la= primera ecuación: ( )( . )( .

)( .

= .

)

4.7 POTENCIA DE LA MAQUINA DONDE:

I = Intensidad = 0.66 A V = Voltaje = 228 Volt

CON CARGA:

PM = I × V × Cos(α)√3 (TRIFASICO) PM = 0.26 × 228 × Cos(0.8)√3 = .

= .

PM = 0.36 × 228 × Cos(0.8)√3 = .

4.8 POTENCIA DEL MOTOR

T(2)(H)

HP =

Reemplazando datos: HP = 0.168(2)(2.036)

= .

270

270

= .

= .

4.9 RENDIMMENTO DE 80% =

. .

= .

4.10 DEMOSTRACIÓN DEL ESPACIAMIENTO ENTRE CANGILONES = .

=

= .

=∗

∗

∗

∗ .

/

= ∗ .

= . (

)

= .

= .

=

=18.3 cm

4.11 CAPACIDAD DE DISEÑO Td = 1.25 * 163Kg/h Td = 1.25 *160Kg/h Td = 203.75 Kg/h 4.12 VOLÚMEN DE DISEÑO

a

Td = 60 ∗ n ∗ V ∗ F ∗ d

V=

Td F ∗ n ∗ 60 ∗ da

0.20375

V = 3.4679 ∗ 10−4 m3

= .

V=

0.6 ∗ 24 ∗ 60 ∗ 0.68

CUADRO DE RESULTADOS

La densidad aparente Capacidad Capacidad teórica Velocidad de los cangilones Volumen de cada cangilón Potencia de la maquina Potencia del motor

Datos experimental obtenidos 0.680 TM/h 0.163TM 0168TM/h 4.44m2/min

Datos de diseño obtenidos

202.878cm3

346.79 cm3

.

hp

.

0.20375TM/h

CONCLUSION Concluida el informe final de la práctica se llegó a la siguiente conclusión: PRIMERA:

Los

datos

obtenidos

teóricamente

con

los

experimentales son casi iguales a excepción de la altura de la tolva ya que esta varía según al diámetro y a la capacidad de esta. SEGUNDA: Realizando la comparación entre los datos hallados y los experimentales, existe una pequeña variación. Debido a que la altura de la tolva y el diámetro es muy importante para el diseño.

BIBLIOGRAFIA 

APPLE, James.( 1976). Material Handling System Design. John Wiley & Sons.



BAHOQUE, Evila.( 1987) Planificación de Fábricas. Editorial Universitaria.



BAVARESCO, Aura M. (1994). Procesos metodológicos en la investigación. Segunda Edición.



DUNCAN, Acheson. (1999). Control de Calidad y Estadística Industrial. Editorial Alfaomega.



PERRY CHILTON. (1986). “Biblioteca Del Ingeniero Químico” –

México. Quinta edición - Editorial Mc. Graw-Hill –

ANEXOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE LABORATORIO Nº 04 CURSO

: MAQUINARIA INDUSTRIAL Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

AL

: Ing. Msc. MIRANDA ZEA, Norberto

DEL

: LEON HANCCO, Delfín

ASUNTO

: TRANSPORTADORES DE TORNILLO SIN FIN

FECHA

: 26/04/2016 TRANSPORTADORES DE TORNILLO SIN FIN

I. FUNDAMENTO TEÓRICO

Este transportador comprende un cuerpo tubular y un tornillo sin fin de configuración modular. El cuerpo tubular comprende una serie de piezas desmontables y unas piezas intermedias de empalme fijadas mediante tornillos de apriete. Las piezas desmontables y las piezas intermedias de empalme, conformantes del cuerpo tubular, presentan una configuración general en "U", encontrándose montadas, respectivamente, sobre el lateral abierto de las mismas unas tapas de cierre desmontables y unas pletinas portadoras de unos cojinetes para la sujeción de unos ejes intermedios que presentan en los extremos opuestos unos salientes y/o rebajes para su acoplamiento machihembrado y sin posibilidad de giro relativo con unos rebajes y/o salientes complementarios definidos en los extremos de unos tramos de tornillo sinfín, desmontables en dirección radial. Están constituidos por un tornillo sin fin o rosca elevadora de paso helicoidal, que gira dentro de un caño de acero o camisa, produciendo el desplazamiento del material a transportar a través de los “filetes” de la rosca. Se los emplea como extractores de las tolvas o rejillas de recepción de las plantas de acopio, de los silos base cónica, como equipos móviles.

2.1 TIPOS DE TORNILLO SIN FIN Tornillo Sin Fin Y Corona Cilíndricos: a rueda conducida es igual a la de los engranajes cilíndricos usuales, el contacto es puntual y por lo tanto el desgaste de ambos es rápido. Se utiliza en la transmisión de pequeños esfuerzos y a velocidades reducidas. Tornillo Sin Fin Y Corona De Dientes Cóncavos: El tornillo mantiene su forma cilíndrica, con sus filetes helicoidales. La rueda está tallada de forma que sus dientes están curvados, con el centro de curvatura situado sobre el eje del tornillo sin fin. El contacto entre los dientes es lineal, lo que hace que se transmita mejor el esfuerzo y por tanto se produce menos desgaste. Se utiliza en mecanismos de reducción. Tornillo Sin Fin Y Corona Globoidal: El tornillo se adapta a la forma de la rueda, es poco frecuente, debido a su alto coste de fabricación. Se utiliza en las cajas de dirección de los automóviles. 2.2 PARTES DE TORNILLO SIN FIN Canal.- De diseño especial, construcción en completo acero inoxidable calidad AISI 304 o 316, lleva incorporados unos pliegues en la parte superior de la misma con la finalidad de dar ubicación a las tapas protectoras. Rodeando a la misma, se introducen unos refuerzos en forma de U para garantizar el correcto funcionamiento de dicho equipo.

Boca de carga.- Diseño y dimensiones acorde con necesidades, construcción en acero inoxidable calidad AISI 304 o 316. Tapas protectoras.- Ubicación en la parte superior de la canal de transporte. Sección longitudinal, estas llevan incorporadas una manetas para la extracción de las mismas, construcción en acero inoxidable calidad AISI 304 o 316. Cama transporte.- Polietileno antidesgaste Hd-1000 de sección curva. Patas soporte equipo.- Soldadas directamente a la canal de transporte, tanto la distribución, cantidad y posición de montaje estarán acorde con la implantación, construcción en acero inoxidable calidad AISI 304 o 316.

Rosca helicoidal.- Construcción en acero inoxidable calidad AISI 304 o 316, esta tiene correctamente acoplados unos cepillos soldados directamente a la misma, los cuales tendrán el diámetro preciso para efectuar la limpieza precisa de la zona de escurrido ubicada en la canal de transporte. Equipo motriz.- Compuesto por un grupo motor reductor que mediante una transmisión directa acciona el eje principal en el cual se halla sujeta la rosca helicoidal. Construido en perfiles laminados de acero inoxidable calidad AISI 304 o 316. Los tornillos son concebidos para un servicio pesado y extra pesado. Están construidos en acero al carbono con apropiados tratamientos superficiales. Los tornillos son utilizados sea en continuo que discontinuo en los sectores de aplicaciones en donde la durabilidad de los componentes del tornillo y su fácil sustitución de las piezas de recambio son la exigencia principal.

ESPIRAS.

Antidesgaste BOCA DE CARGA:

Hard-Flight

Cuadrados

Rectangulares

Secciones Variables

Cónicas

TRANSMISIÓN:

Directa

A cadena

A correa

Con acoplamiento

II. OBJETIVOS  Evaluar el tornillo sin fin del laboratorio de la facultad de Ing. Química. III. EQUIPOS Y MATERIALES Metro

Amperimetro

Vernier

Equipo Tornillos sin fin

IV. PARTE EXPERIMENTAL Datos experimentales  W= 4.9 Kg/100s=0.1764 TM/h 3  da = 0.68 Tm / m 

Clase

= B

= 0.6 F = 1m L = 106.06 RPM  Materia = Quínoa   

4.1 DETERMINAR EL FLUJO DE LA CARGA C=

0.68 Tm/

W

C=

0.1764 Tm/h

3

da

1h

m3 C = 0.259

h

∗

60 min

= .

4.2 POTENCIA DEL EJE IMPULSOR C ∗ L ∗ da ∗ F

Cv =

4500 kg

m3 0.00432

min

3

m

∗ 1.05m ∗ .680

Cv =

4500

= .

Multiplicamos por el factor de conversión = .

4.3 POTENCIA DEL MOTOR I= 0.07 sin carga I= 0.12 con carga V= 228 v P = 0.036 hp P=47.38 watt ∗

P=0.06238 hp 4.4 RENDIMIENTO

∗ .

P = V ∗ I ∗ cos α ∗ √3

P = 27.64 watt ∗ 1000 watt

P = 0.027 Kwatt

= .

P = 228 ∗ 0.07 ∗ cos0.81 ∗ √3 1 Kw

P = 228 ∗ 0.12 ∗ cos0.81 ∗ √3 1 Kw 1000 watt

∗ 0.6

% =

% =

.

.

. .

= .(

= .(

)

)

Del gráfico 3.2: Transportadores de tornillo 

PARA CLASE B en el grafico ubicamos Carga: .

 

Rpm : 128 rpm Diámetro del gusano:4 pulg (10cm)

DE LA TABLA 3.6  Diámetro de tubería      

Exterior= 2 3/8pulg =6.103 cm Interior (macizo) = 2 pulg = 5.08 cm Diámetro de acoplamiento= 1 1/2pulg =3.81cm K=3 pulg C=1 pulg X=4pulg

DE LA TABLA 3.6 Teniendo 4 plg como diámetro de gusano  A = 5 pulg= 12.7 cm    

        

B = 3 5/8 pulg= 9.20 cm C = 3 3/4 pulg= 9.525cm Distancia de acopladores: F= 6 pulg = 15.24 L = 7 1/4pulg.= 18.415 cm

DATOS OBTENIDOS DE LA MEDIDA Diámetro del gusano d=9 cm A = 10cm B = 6.5 cm C = 4.5 cm Distancia de acopladores: F= 5.6cm L = 14.5cm F= L-A= 14.5-10=4.5+5.6=10.1 Diámetro interior del macizo =2.4cm Diámetro exterior = 2.9cm

4.5 CALCULO DE DISTANCIA ENTRE BORDES DE ESPIRAL A ESPIRAL (De )



De= 2/3*A

 

De= 2/3*(10.2cm) De=6.8 cm

4.6 DETERMINACION DEL ANGULO DE REPOSO    

Tan(β) =Q/P Tan(β) =5.17/13.17 Tan(β) = 0.393 (β) = 21.454°

4.7 NUMERO DE ESPIRALES    

Ne= A*L/De

Ne =10cm*14.5cm/6.8cm Ne=21.3 Ne= 20 espiras

4.8 ÁREA DEL RELLENO S=

λ ∗ π ∗ D2 2 S = 05 ∗ π ∗ 0.10 4

4

=0.004m

2

CUADRO DE RESUMEN DATOS Capacidad de flujo Potencia del eje impulsor Potencia del motor Diámetro de tubería Exterior6.103 cm Interior (macizo) Diámetro de acoplamiento K c A B C distancia de acopladores: F L calculo de distancia entre bordes de espiral a espiral Determinación del Angulo de reposo Numero de espirales Área de relleno

TEORICO 0.000072

EXPERIMENTAL 3

0.00000691 ℎ

0.036 hp ( sin carga) 0.062 hp (con carga) 6.103 cm 5.08 cm 3.8 cm 3 1 12.7cm 9.20 cm 9.5cm 15.24 cm 18.41cm 6.8 cm

2.4cm 2.9cm 5.6cm 10cm 6.5cm 4.5cm 10.1cm 14.5cm 21.454°

21.3 2 0.004m

20

CONCLUSION Concluida el informe final de la práctica se llegó a la siguiente conclusión: PRIMERA: El rediseño del tornillo sin es muy importante para el transporte del tipo de materia a llevarse de un punto a otro por lo que es importante saber a qué clase pertenece esta y la capacidad de transporte, a partir de estos datos se replanteará el diseño de un tornillo sin fin de esta forma se observa la potencia requerida del motor y el gasto de energía en una planta industrial.

BIBLIOFRAFIA 

APPLE, James. (1976)Material Handling System Design. John Wiley & Sons.



BAHOQUE, Evila. (1987). Planificación de Fábricas. Editorial Universitaria.



BAVARESCO, Aura M. (1994). Procesos metodológicos en la investigación. Segunda Edición



DUNCAN, Acheson. (1999). Control de Calidad y Estadística Industrial. Editorial Alfaomega.



PERRY CHILTON(1986). “Biblioteca Del Ingeniero Químico” Quinta edición. México - Editorial Mc. Graw-Hill.



Copias del docente (Guias).

ANEXOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE LABORATORIO Nº 05 CURSO

: MAQUINARIA INDUSTRIAL Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

AL

: Ing. Msc. MIRANDA ZEA, Norberto

DEL

: LEON HANCCO, Delfín

ASUNTO

: FAJA DE TRANSPORTADORA DE MATERIALES

FECHA

: 09/05/2016 FAJA DE TRANSPORTADORA DE MATERIALES

I. FUNDAMENTO TEORICO La industria minera requiere transportar grandes volúmenes de materiales a granel entre instalaciones (canteras, plantas procesadoras, muelles, etcétera) ubicadas en distintas localidades, separadas por distancias menores a 10 km. Cualquier sistema de transporte de materiales que se implemente además de considerar las características del material a transportar, debe tener en cuenta las condiciones de las áreas colindantes con la ruta de transporte: áreas industriales, terrenos privados, zonas públicas, terrenos llanos o abruptos, lugares poblados o deshabitados. Existen varios sistemas de transporte para materiales a granel (camiones, teleféricos, fajas transportadoras, entre otros) actualmente en uso. Sin embargo, ante la necesidad de establecer un sistema de transporte económico, eficiente y amigable con el medio ambiente, es necesario estudiar otras alternativas. El sistema de transporte mediante faja tubular es una alternativa moderna para el transporte de materiales a granel que cumple con las exigencias actuales de eficiencia en operación y respeto por el medio ambiente. El objetivo del presente trabajo es presentar las características la faja tubular, compararla con otros sistemas de transporte mediante faja y mostrar en qué casos puede ser empleada. ALTERNATIVAS PARA EL TRANSPORTE DE MATERIALES Los principales sistemas de transporte para grandes volúmenes de materiales a granel son los siguientes: Tren: Requiere el tendido de una vía férrea y está limitado por la morfología del terreno. En terrenos abruptos se eleva el costo de instalación al requerirse puentes y túneles. Requiere de instalaciones para la carga y descarga de los materiales. Usualmente el costo de transporte es bajo cuando las distancias son largas.

Camión: Requiere la existencia de caminos. Tiene alto impacto sobre el medio ambiente debido a la emisión de gases de combustión, material particulado y ruido. A mayor volumen de material a transportar se requiere mayor cantidad de camiones, lo que origina congestión en los caminos y tiempos muertos durante la carga y/o descarga. El costo del flete es elevado pues está en relación directa al precio del petróleo. Es el sistema más empleado en el país. Teleférico D e C ar ga : Los m a t e r i a l e s s o n t r a s l a d a d o s e n b a l d e s q u e s o n soportados y jalados por cables, los que a su vez están soportados por torres. Sólo efectúan trayectorias rectilíneas. Este sistema es muy ventajoso en terrenos abruptos por lo que se emplea principalmente en regiones montañosas, pues su impacto sobre el medio ambiente es mínimo. En terrenos de relieve relativamente llano, requiere la instalación de muchas torres lo que hace antieconómica su implementación. Dos empresas mineras peruanas emplean actualmente este sistema: Doe Run Perú y Compañía Minera Poderosa. Faja Transportadora: El material es transportado sobre una banda de caucho soportada por polines a todo lo largo de su recorrido. El accionamiento se realiza mediante motores eléctricos. Para distancias menores a 10 km, el costo unitario de transporte mediante faja es inferior al costo de transporte mediante camión. Tiene la ventaja de asegurar un traslado continuo de material. Este sistema está ampliamente difundido en la industria minera. Elección Del Sistema De Transporte Adecuado: Para distancias menores a 10 km, las opciones más adecuadas son el teleférico y las fajas transportadoras. El transporte por tren o camión es apropiado (y rentable) cuando la distancia es muy grande.

El transporte por teleférico se adapta mejor a terrenos abruptos. En cambio para terrenos relativamente llanos y distancias menores a 10 km, tal como se encuentran en la industria minera, las fajas transportadoras se desempeñan mejor. Las ventajas por emplear fajas transportadoras son las siguientes:      

Flujo continuo de material.

Capacidad para manejar alto flujo másico (t/h). Posibilidad de manejar trayectorias inclinadas. Relativo bajo costo para disposición de la ruta. Sección transversal del equipo es de tamaño reducido. Equipo tiene carga por unidad de longitud reducida.

       

Adaptabilidad a la automatización. Bajos costos de operación. Bajo impacto ambiental. Se pueden considerar 4 tipos de fajas: Faja transportadora convencional. Faja transportadora para curvas horizontales. Faja-cable. Faja tubular.

II. OBJETIVOS 

 

Determinación de las curvas características del caudal máximo que puede generar la bomba de manera teórica y la potencia en teoría, que definen a la bomba en todo su espectro. Identificar la bomba; si es radial o si es centrífuga.

Determinar vectorialmente las velocidades de la bomba y hallar ao y a1.

III. MATERIALES Y EQUIPOS MATERIALES: 

Amperímetro

 Metro

IV. PARTE EXPERIMENTAL DATOS DE LA PRÁCTICA Material: maíz chancado Clase: C Carga = 4.4 kg K= 0.0206 A = 34.5 cm = 0.345 m L = 3.43 cm Espaciamineto entre polea = 52.5 cm t descarga vacío = 5.33s

t descarga con carga = 5.62s

CALCULOS 4.1 TRANSPORTADOR DE FAJAS SIN ELEVACION 4.1 .1 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE A

Reemplazando: = .

= .

4.1.2 CARGA SIN ELEVACION W=

W=

seg*

60seg

min

∗

60min hora

∗ 1000Kg

1TM

∗

24horas

1dia

W=

4.1.4 ANGULO DE TRANSPORTE ∅ = 0º ∅=90-2y 0=90-2y

Y=45° (ángulo de reposo) 4.1.5 ANCHO DE LA BANDA Medidas tomadas en práctica A=34.5cm 4.1.6 CAPACIDAD TEORICA Tr = 76.032TM/dia= 3.168 TM/h

0.88Kg

W = 76.032TM/dia

4.1.3 VOLUMEN A TRANSPORTAR V= W Da 76.032TM / dia  113.4m3 / día V= 0.67TM / m3

V

167.4g

d =

0.88Kg

W

d =

seg

4.4Kg 5seg

4.1.7 CAPACIDAD REAL T

Tr

R=E

E= 80% T

R

Tr

R=E

3.168 TM/h

T=

0.8

TR= = 3.96 TM/h

4.1.8 CAPACIDAD REQUERIDA Si (T < TR) Recalcular Si (T > TR) Aceptar cálculos

T = 300 ∗ (A2) ∗ (V) ∗ (da) T= 300 ∗ (0.3045 2) ∗ (V) ∗ (0.67 Tmm3)

De las tablas determinaremos la velocidad con el ancho que es de 34.5 cm aproximadamente equivale a =18 pulg en la tabla 4.7 G3 según las características del material transportado dando como resultado 350 pies/min =1.778 m/s T= 300 ∗ (0.3045m2) ∗ (1.778m/s) ∗ (0.67

Tm

m3)

T=42.53 TM/h

Si (42.53TM/h > 3.96 TM/h) Aceptar cálculos

4.1.9 VELOCIDAD REAL Si V > VR es factible

recalcular

Si V < VR

TR

Vr = Vr =

300 ∗ 0.67

Tm

m3 ∗ (0.305m)

2

3.96 TM/h

=0.16m/seg

300 ∗ da ∗ A2

1.78m/seg > 0.16m/seg es factible

4.1.10 CAPAS DE LA BANDA EL ANCHO DE LA FAJA ES DE 34.5 cm en la tabla 4-4 CAPA MAX =4 CAPA MIN =3 4.1.11 LONGITUD EFECTIVA ENTRE FAJA DEL CENTRO DE SUS EJES LT = L + V ∗ (2)

LT = 3.405M + 1.778m/seg ∗ (2) = .

= .

4.1.12 CALCULO DELA POTENCIA DEL MOTOR 4.1.12.1 CALCULO CON LA TABLA Según la tabla G4 para un ancho de banda de 18 pulgadas y a una distancia entre centros de 22.83 pies la potencia es HP= 0.44 hp

4.1.12.2 POTENCIA VERDADERA DE LA BANDA VACIA 1.778 m/seg-------------------0.44hp 0.16m/seg----------------------x X= 0.039hp = 00.03KW 4.1.12.3 POTENCIA PARA MOVER LA CARGA Tabla G-5 (y) Tn

Tn

100 h − − − − − − − − − 0.50

50

Tn

h

3.24

Tn h

h

TM

= h ∗ 1.023 = 3.168 TMh*1.023 Tn Tn h=3.24 h

EXTRAPOLANDO ----------------------------

Tn h

0.25

-----------------------------

Y Y= 0.0098 HP

4.1.12.4 POTENCIA NECESARIA PARA ELEVAR Tabla G-6 no hay elevación por consiguiente no hay ángulo de elevación Z=0 HP 4.1.12.5 POTENCIA REQUERIDA Pt = (x) + (y) + (z) Pt = (0.039HP) + (0.0098 HP) + (0HP) Pt =0.048HPB (aprox.) 1HP 4.1.12.6 RENDIMIENTO DE LA FAJA

Pf

%E = PM ∗ 100

PM = I ∗ V

PM = 1.2amp ∗ 220v PM = 264w = 0.28 HP 1

%E = 264 ∗ 100

% = . %

4.1.13 TRACCION 4.1.13.1 TRACCION

Kg

Traccion = cm

Traccion =

3.168 TM

1

∗

h

1.778 m/seg

4.1.13.2 PESO DE FAJA Tracción total= (CAPAS)* (TRACCIÓN)

= .

/

∗

1000 Kg TM

∗

Tracción total= 4* 0.005Kg/cm Tracción total=0.0197 /

Calculo de la tabla de la pag 49 Extrapolando 5.4--------------------------------- 32 4.5--------------------------------- 28 Y 0.0197Kg/cm--------------

Y= 7 (onz) lona

1h 3600 s

∗

1m 100 cm

4.1.14 GEOMETRIA DEL TRANSPORTADOR Ancho=18’’=45.72 cm=34.5cm Para una carga A= de 3.168TM/h Cojinete del rodillo 2 pulg 4.1.15 POTENCIA DEL MOTOR DE DESCARGA En la tabla 4.3 determinaremos en el cuadro según el ancho de la banda que es de 30.45 cm le corresponde una potencia de 1HP o se puede determinar de la siguiente formula: cv=

cv= .

cv= KTM/h270 ∗ 1.5

3.168hTM/h ∗ 1.5 270

=

4.1.16 ESPACIAMIENTO ENTRE POLINES L = 52.5cm ≈ 0.525m (Dato en la práctica) 4.1.17 DIAMETRO DE POLEAS ∅

== 125mm

4.1.18 ANCHO DE LA BOCA DE DESCARGA DE LA TOLVA ∅ = ancho de faja = 3 ∗ 30.4cm

4.2

2

= .

TRANSPORTADOR DE FAJAS CON ELEVACION

4.2.1 CARGA CON ELEVACION W=

W=

W=

3.25Kg 5seg

0.65Kg seg

0.65Kg 60seg 60min 1TM 24horas ∗ seg* min ∗ hora ∗ 1000Kg 1dia

= .

/

4.2.2 VOLUMEN A TRANSPORTAR W Da 56.16TM / dia  83.8m3 / día V= 0.67TM / m3

V=

4.2.3 ANGULO DE TRANSPORTE ∅T =90-2*αR ∅T =90-2*35 ∅T = 20º

El ángulo de transporte es 15 grados menos el ángulo de reposo 4.2.4 ANCHO DE LA BANDA Medidas tomadas en práctica A=34.5cm

4.2.5 CAPACIDAD TEORICA = .

/ = 2.34 TM/h

4.2.6 CAPACIDAD REAL T

Tr

R=E

E= 80% T =

R

T

0.8

R=E

2.34

Tr

TM/h

= = 2.925 TM/h 4.2.7 CAPACIDAD REQUERIDA Si (T < TR) Recalcular Si (T > TR) Aceptar cálculos

T = 300 ∗ (A2) ∗ (V) ∗ (da)

T=

∗(.

)∗()∗(.

)

De las tablas determinaremos la velocidad con el ancho que es de 34.5cm aproximadamente equivale a =18 plg en la tabla 4-7 G3 según las características del material transportado dando como resultado 350pies/min=1.778m/s

2

T= 300 ∗ (0.3045m ) ∗ (1.778m/s) ∗ (0.67 T=42.53 TM/h Si (42.53TM/h > 3.96 TM/h) Aceptar cálculos

Tm

m3)

4.2.8 VELOCIDAD REAL Si V > VR es factible Si V < VRrecalcular

2.925TM/H

Vr =

300 ∗ da ∗ A2

Vr =

300 ∗ 0.67

Tm

m3 ∗ (0.305m)

2

2.95 TM/h

=0.156m/seg

1.78m/seg > 0.156m/seg es factible

4.2.9 CAPAS DE LA BANDA

EL ANCHO DE LA FAJA ES DE 34.5cm en la tabla 4-4 CAPA MAX =4 CAPA MIN =3 4.2.10 LONGITUD EFECTIVA ENTRE FAJA DEL CENTRO DE SUS EJES LT = L + V ∗ (2) = .

LT = 3.405M + 1.778m/seg ∗ (2)

= .

4.2.11 CALCULO DELA POTENCIA DEL MOTOR 4.2.11.1CALCULO CON LA TABLA Según la tabla G4 para un ancho de banda de 18 pulgadas y a una distancia entre centros de 22.83 pies la potencia es: HP= 0.44 hp 4.2.11.2 POTENCIA VERDADERA DE LA BANDA VACIA 1.778m/seg-------------------0.44hp 0.156 m/seg----------------------x X= 0.038hp = 00.028KW

4.2.11.3 POTENCIA PARA MOVER LA CARGA Tabla G-5 (y) Tn Tn

h

Tn

TM h = h ∗ 1.023 = 2.34 TMh*1.023 Tn h= 2.39 h

Tn

EXTRAPOLANDO

100 h − − − − − − − − − 0.50

50

---------------------------- 0.25

Tn

h

2.39

Tn

-----------------------------

Y

h

Y= 0.0119 HP 4.2.11.4 POTENCIA NECESARIA PARA ELEVAR LA ALTURA DE ELEVACION ES DE 157 CM H= 1.57m=5.15 pies En la tabla G-6 (z) para una altura de elevación de 5 pies extrapolaremos Tn

100 h − − − − − − − − − 0.51

50

Tn

----------------------------

h

2.39

Tn

0.25

- --- --- --- --- --- --- --- --- --- -

h

Z Z= 0.0024 HP

4.2.11.5 POTENCIA REQUERIDA Pt = (x) + (y) + (z) Pt = (0.038HP) + (0.0119 HP) + (0.0024HP) Pt =0.0523 HPB (aprox) 1HP 4.2.11.6 RENDIMIENTO DE LA FAJA

Pf

%E = PM ∗ 100

PM = I ∗ V

PM = 0.58amp ∗ 220v

PM = 127.6.2w = 0.171 HP 1

%E = 127,6 ∗ 100

% = . %

4.2.12 TRACCION 4.2.12.1 TRACCION Traccion =



2.34TM h

Traccion = cm

Kg

1

∗

1.778 m/seg

= .

4.2.12.2 PESO DE FAJA Tracción total= (CAPAS)* (TRACCIÓN)

1000 Kg

∗

/

TM

∗

1h 3600 s

∗

1m 100 cm

Tracción total= 4* 0.0036Kg/cm Tracción total=0.0146Kg/cm

Calculo de la tabla de la pág. 49 EXTRAPOLAMOS 5.4--------------------------------- 32 4.5--------------------------------- 28 Y 0.01467Kg/cm--------------

Y= 8.06 (onz) lona 4.2.13 GEOMETRIA DEL TRANSPORTADOR Ancho=18’’=45.72 cm A=2.34TM/h Cojinete del rodillo 2pulg 4.2.14 POTENCIA DEL MOTOR DE DESCARGA En la tabla 4.3 determinaremos en el cuadro según el ancho de la banda que es de 30.45 cm le corresponde una potencia de 1HP o se puede determinar de la siguiente formula: cv= KTM/h ∗ 1.5 270

cv= .

=

4.2.15 ESPACIAMIENTO ENTRE POLINES

Lo = 5 ∗ (k)

= .

0.21

Lo = 5 ∗ (0.127) 0.21

L = 52.5cm ≈ 0.525m (Dato en la práctica)

4.2.16 DIAMETRO DE POLEAS Ancho de la faja 30.4 cm=12 plg Diámetro de la polea= ancho de la faja +c C = 0.055A + 0.9 C = 0.055(12) + 0.9 C = 1.56" Diámetro de la polea=12+1.56=13.56pulg 13.56pulg= 34cm 4.2.17 ANCHO DE LA BOCA DE DESCARGA DE LA TOLVA ∅ = ancho de faja = 3 ∗ 30.4cm = .

2

CONCLUSION Concluida el informe final de la práctica se llegó a la siguiente conclusión: PRIMERA: La faja transportadora se usan principalmente para transportar materiales granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales, etc,. Para transportar material por terreno inclinado se usan unas secciones llamadas cintas elevadoras.

Existe

una

amplia

variedad

de

cintas

transportadoras, que difieren en su modo de funcionamiento, medio y dirección de transporte, incluyendo transportadores de tornillo, los sistemas de suelo móvil, que usan planchas oscilantes para mover la carga, y transportadores de rodillos, que usan una serie de rodillos móviles para transportar cajas o palés. SEGUNDA: El transportador de fajas es muy útil en la industria como la minería y alimentaria. Se calculó los valores distintos de carga requerida y también se calculó la eficiencia de la banda.

BIBLIOGRAFÍA 

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BAHOQUE, Evila. (1987). Planificación de Fábricas. Mexico. Editorial Universitaria..

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BAVARESCO, Aura M. (1994). Procesos metodológicos en la investigación. Mexico. Segunda Edición.

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DUNCAN, Acheson. (1999). Control de Calidad y Estadística Industrial. Editorial Alfaomega.

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PERRY CHILTON. (1986). “Biblioteca Del Ingeniero Químico”. Mexico- Quinta edición - Editorial Mc. Graw-Hill – México Copias del Docente (Guías).

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ANEXOS