4. PROCEDIMENT EXPERIMENTAL
4.3. Pràctica 1: Pèrdues de pressió amb aire
Introducció
L’objectiu d’aquesta pràctica és mesurar les pèrdues de pressió que té la planta pilot, a partir del funcionament del compressor.
Les pèrdues de pressió es poden produir en qualsevol aparell industrial en aquest cas, es volen estudiar les que es produeixen en una torre d’absorció de gasos. Aquesta tècnica serveix per a separar un gas mitjançant un líquid. En aquest aparell exactament el que es té és un barreja d’aire amb CO2 i el líquid extractor és l’aigua.
Les pèrdues de pressió a l’interior de la columna es mesuren amb dos manòmetres tubulars en forma de U; per tant, el que marquen aquests manòmetres és la pressió diferencial. On dp1 és la diferència de pressió que hi ha entre la part superior de la columna fins a la part central de la columna. I la dp2 és la diferència que es produeix entre la part inferior de la columna i la part central. Per poder mesurar la pressió total cal fer la suma:
Principalment cal que l’estudiant tingui ben clar quines són les parts de la planta pilot i quin funcionament té cada instrument i vàlvula. Es pot ajudar a partir dels esquemes següents:
Figura 4.19: Caixa de distribució i situació de la vàlvula d’ajustament de nivell.
1- Interruptor d’emergència.
2- Interruptor principal.
3- Vàlvula d’ajustament pel nivell de capacitat de la columna.
4- Doble polsador del compressor.
Figura 4.20: Panell d’elements.
5- Manòmetre tipus Bourdon.
6- Vàlvula d’ajustament d’aigua.
7- Manòmetre tubular en forma de U.
8- Vàlvula d’ajustament de la pressió de la columna.
9- Cabalímetre d’aigua.
10- Termòmetre de l’aigua.
11- Silenciador, sortida d’aire.
12- Cabalímetre d’aire.
13- Vàlvula d’ajustament de l’aire.
14- Columna de rebliment.
Material
Planta pilot d’absorció de gasos.
Procediment
Primer de tot, caldrà engegar l'aparell:
- Obrir l’interruptor principal (2) (assegurar-se de que l’interruptor d’emergència (1) no està accionat).
- Tancar la vàlvula d’ajustament pel nivell de capacitat de la columna (3).
- Obrir del tot la vàlvula d’ajustament pel cabal d’aire (13) i la vàlvula d’ajustament de pressió (8).
- Posar en marxa el polsador doble del compressor (4) i ajustar el cabal d’aire, amb la vàlvula d’ajustament de l’aire (13).
Ja podem començar a realitzar la pràctica:
- Graduar el cabal d’aire a 30 l/min fent girar la vàlvula d’ajustament del nivell de l’aire (13).
- El manòmetre tipus Bourdon (5) ha de marcar sempre una pressió de 0,5 bars, en la primera experiència, de 0,7 bars en la segona i en la última experiència ha de marcar una pressió relativa de 0,9 bars. Per tal d’estabilitzar la pressió s’ha d’ajustar per la vàlvula de la pressió de la columna (8) (moviments suaus ja que mínims moviments produeixen grans canvis).
- Observar les pèrdues de pressió en els manòmetres tubulars (7), incrementant el cabal de l’aire; amb la vàlvula d’ajustament de l’aire (13), de 10l/min cada cop fins al seu punt màxim, que ja no pugui augmentar més el cabal.
- Abans de prendre la mesura dels manòmetres tubulars (7), cal esperar 1 minut en cada nou cabal per deixar temps a que s’estabilitzi l’aparell.
És molt important tenir en compte el manòmetre de pressió relativa; ja que aquest no pot superar mai la pressió d’1 bar; per qüestions de seguretat.
S’ha de realitzar l’assaig per triplicat en les dues experiències i omplir la taula següent per a la pressió de 0,5 bars, de 0,7 bars i de 0,9 bars:
Taula 7.1: Pèrdues de pressió a la columna.
Gaire (l/min) |
dp1 |
dp2 |
dp |
dp1 |
dp2 |
dp |
dp1 |
dp2 |
dp |
dp (mitjana) |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
On la dp1, dp2 i la dp són en mmH2O.
Un cop finalitzada la pràctica cal desconnectar l’aparell:
- Desconnectar el compressor prement el doble polsador (4) per parar-lo.
- Desconnectar el conjunt de la instal•lació amb l’interruptor principal (2).
Observeu el video per tal de veure com es realitza la pràctica:
Qüestions
1) Què són les pèrdues de càrrega i en què consisteixen?
2) En què consisteix una columna de rebliment? I una de plats?
3) Per a què serveix un manòmetre? Quina diferència hi ha entre el manòmetre de pressió relativa i els manòmetres tubulars en forma de U?
4) Construeix els gràfics de les pèrdues de pressió.
5) Quines diferències es poden observar entre les experiències fetes a 0,5 bars, 0,7 bars i a 0,9 bars?
6) Expressa les pèrdues de pressió en diferents unitats i omple la taula pels tres casos (0,50 bars, 0,7 bars i a 0,9 bars).
Taula 7.2: Pèrdues de pressió en diferents unitats.
G(l/min) |
dP (mmH2O) |
dP (atm) |
dP (bar) |
dP (Pa) |
dP (mmHg) |
dP (Kg/cm2) |
0 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
87 |
|
|
|
|
|
|
7) Comentar els resultats obtinguts.