Preparar y acondicionar elementos y máquinas de la planta química. QUIE0108
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1 Cableado y conexiones: el cableado se representa con líneas rectas, y se colocan normalmente las líneas de alimentación en la parte superior e inferior del dibujo y todos los dispositivos y sus interconexiones, entre ambas líneas.
2 Marcas o referencias: permiten identificar instalaciones, máquinas, aparatos, sus elementos y conducciones. Por ejemplo, si se tiene M 3 ~ dentro de un círculo, significa que se trata de un motor (M) de corriente alterna (~) y trifásico o de tres fases (3). Y si tiene “Y”, es que el motor tiene una conexión tipo estrella.
1 Leyenda: es la referencia en la que se identifica cada componente del esquema en un listado. Por ello, no es necesario aprenderse los símbolos.
Aplicación práctica
Se conecta un equipo eléctrico de 1.000 W a la corriente, con una resistencia de 62,5 Ω. ¿A qué tensión habrá que conectarlo? ¿Cuál es la intensidad de corriente eléctrica? Si se utiliza durante 5 días, ¿cuál será la energía eléctrica consumida en kilovatios-hora?
SOLUCIÓN
Una de las ecuaciones de la potencia eléctrica es P = V2 / R. Como se conoce la potencia del equipo eléctrico (P) y la resistencia (R), solo hay que despejar la tensión (V) de la ecuación para obtener su resultado, es decir, la raíz cuadrada de P por R. → V = (P · R)1/2 = (62.500)1/2 = 250 V. Se conectará a una tensión de 250 V.
Para calcular la intensidad de la corriente eléctrica se puede hacer por la ecuación de la ley de Ohm: I = V / R = 250 / 62,5 = 4 A. La intensidad de corriente es de 4 A.
El consumo de energía eléctrica se calcula mediante la siguiente ecuación: E = P · t = 1 · 120 = 120 KWh. La energía eléctrica consumida es de 120 KWh. Se debe tener en cuenta que en el cálculo de la energía eléctrica se debe poner la potencia en kilovatios, en este caso 1.000 W = 1 KW, y el tiempo en horas, en este caso 5 días = 120 horas.
Aplicación práctica
Comente los elementos que tiene el siguiente tramo de esquema unifilar, ayudado por los símbolos que se han visto en este capítulo.
SOLUCIÓN
Se trata de una parte de un esquema unifilar de tres fases porque aparece un tres con un trazo oblicuo al inicio de la línea (en la zona de arriba). Está formado por un motor trifásico de corriente alterna (M3~) y un contactor (K1). Además, para cada fase hay un fusible (F1, 2, 3) y un relé térmico (F7).
5. Resumen
Para realizar operaciones de preparación, acondicionamiento, mantenimiento o reparación con máquinas e instalaciones en una planta química se deben tener unos conocimientos básicos sobre calor y temperatura, fluidos y electricidad.
El calor, que es la energía que posee un cuerpo debido al movimiento de sus partículas, hace que la temperatura, que es el valor medio de dicha energía, aumente o disminuya en una sustancia.
Los tres estados de la materia más conocidos son: sólido, líquido y gaseoso, y las transformaciones entre ellos son: fusión, solidificación, vaporización, condensación, sublimación y cristalización.
Un fluido es toda sustancia que no sea sólida y que pueda fluir, es decir, los líquidos y los gases. Para su conocimiento es necesario comprender los conceptos de masa, peso, densidad, peso específico, viscosidad, tensión superficial, y presión de vapor.
La ecuación de estado de los gases ideales es P · V = n · R · T, y se puede aplicar a los gases reales cuando estos tienen bajas densidades.
La estática de fluidos estudia el comportamiento de estos cuando están en reposo, y la propiedad más importante es la presión que tienen, por lo que es necesario saber cómo calcularla.
La electricidad, que es el desplazamiento de electrones por un conductor, tiene tres magnitudes fundamentales que son la intensidad de corriente (I), el voltaje (V) y la resistencia (R). Estas tres magnitudes se relacionan mediante la Ley de Ohm.
Hay dos tipos de corriente, continua y alterna. Mientras la primera tiene una intensidad y sentido constante a través del conductor, la segunda varía.
Un aspecto muy importante en la elección de un buen conductor eléctrico es su resistencia y resistividad.
Ejercicios de repaso y autoevaluación
1. Indique cuáles de las siguientes son unidades de calor.
1 a. El BTU.
2 b. La caloría.
3 c. El julio.
4 d. Todas las opciones anteriores son correctas.
2. El proceso físico por el cual una sustancia en estado líquido pasa a estado gaseoso se denomina...
1 a. ... vaporización.
2 b. ... condensación.
3 c. ... sublimación.
4 d. ... fusión.
3. El calor específico es:
1 a. Una propiedad que tienen las sustancias y que depende del tamaño de estas.
2 b. La energía necesaria que hay que aportar a la unidad de área de una sustancia para aumentar su temperatura en un grado.
3 c. La energía necesaria que hay que aportar a la unidad de masa de una sustancia para aumentar su temperatura en un grado.
4 d. La energía necesaria que hay que aportar a una sustancia para aumentar su temperatura en un grado.
4. El mecanismo de transferencia de calor debido al movimiento macroscópico de la masa de un fluido se denomina...
1 a. ... conducción.
2 b. ... convección.
3 c. ... radiación.
4 d. Todas las opciones anteriores son incorrectas.
5. En mecánica de fluidos...
1 a. ... un fluido puede ser un sólido, un líquido o un gas.
2 b. ... la estática de fluidos estudia los fluidos en movimiento.
3 c. ... se estudia el comportamiento de los fluidos en reposo.
4 d. ... un fluido es todo material que no sea sólido y que pueda fluir.
6. La viscosidad es:
1 a. La fuerza que ejerce un fluido por unidad de superficie para no ser movido.
2 b. La propiedad que representa la resistencia interna de un fluido al movimiento.
3 c. La propiedad que hace que un fluido sea más denso.
4 d. La fricción o el rozamiento en la misma dirección del movimiento del fluido.
7. Una propiedad de los fluidos es que...
1 a. ... la ecuación de estado para cualquier gas en cualquier condición es: P · V = n · R · T.
2 b. ... los gases y los líquidos se comprimen con suma facilidad.
3 c. ... en estática de fluidos la presión de un líquido almacenado en un recipiente aumenta con la profundidad.
4 d. ... la cavitación es un efecto negativo que resulta de la presión.
8. Respecto a la corriente eléctrica...
1 a. ... cuanto mayor sea el voltaje de un conductor mayor será la intensidad de corriente eléctrica.
2 b. ... la ley de Ohm relaciona la intensidad de corriente eléctrica, el voltaje y la potencia eléctrica.
3 c. ... el símbolo de representación de la corriente continua es “~”.
4 d. ... la intensidad eléctrica en corriente alterna respecto al tiempo es un valor constante.
9. La resistividad es:
1 a. La resistencia eléctrica que tiene un conductor filiforme.
2 b. La resistencia eléctrica específica que tiene un material.
3 c. La resistencia eléctrica que tiene cualquier aparato eléctrico.
4 d. La resistencia eléctrica que tiene cualquier conductor.
10. El diagrama unifilar...
1 a. ... es un tipo de representación gráfica de las instalaciones eléctricas.
2 b. ... se representa mediante un único conductor o aparato aunque en realidad tenga varios conductores o aparatos.
3 c. ... proporciona una visión muy simplificada de una instalación eléctrica.
4 d. Todas las opciones anteriores son correctas.
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