Placas de Orificio

PLACA CASDE DE ORI FI CI O.

 TRABAJO DE I NVESTI GACI ON PRESENTADO EN LA ASI GNATURA DE I NSTRUM ME EN NT TACI ONINDUSTRI RI AL–POR:

CesarEduardoBl ancoPal l ares Rogel i odeJesúsRo Rodrí guezBarri os

PRESENTADO A: I ng.NobelSi erraVega

I NG GE ENI ER RÍ Í AQU QUÍMI CA–SEPTI MO SEME MESTRE RE  Abri l-2015

BARRAQUILLA-COLOMBIA TABLA DE CONTENIDO PÁG - RESUMEN

3

- INTRODUCCIÓN

3

- OBJETIVOS

4

CAPÍTULO I: PLACAS DE ORIFICIO

4

1.1.- GENERALIDADES

4

1.2.- DISEÑO Y NORMAS REGULATORIAS

5

1.2.1.- Espesor de plaa de or!"!!o #e$

%

1.2.2.- Espesor de la plaa de or!"!!o

&

1.2.3.- D!'(e)ro * redo+de, de la plaa de or!"!!o



1.2.4.- A+/lo de 0!sel #$



1.2.5.- ordes G  e I

16

1.2.%.- D!a(e)ro del or!"!!o #d$

11

1.2.&.- D!s)a+!a para oloar las )o(as de pres!7+

11

1.2..- Sele!7+ del )!po de (a+7(e)ro para la (ed!!7+ del 89

13

1.3.- I+s)ala!7+ reo(e+da0le de /+a plaa de or!"!!o

13

1.3.1.- :os)os de opera!7+

13

1.3.2.- Na)/rale,a del "l/;o

13

1.3.3.- :ara)er
13

1.4.- :al/lo del Gas)o

14

1.4.1.- E/a!7+ "!+al

14

CAPÍTULO II: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

14

2.1.- :o+l/s!o+es

14

2.2.- Reo(e+da!o+es

15 2

-BIBLIOGRAFIA

15

RESUMEN. E+ el prese+)e )ra0a;o se (/es)ra la !+=es)!a!7+ real!,ada aera de las plaas de or!"!!o e+"o'+dose pr!+!pal(e+)e e+ s/ d!se>o * +or(as re/la)or!as.

INTRODUCCION. Se es)!(a ?/e a)/al(e+)e al (e+os /+ &5@ de los (ed!dores !+d/s)r!ales e+ /so so+ d!spos!)!=os de pres!7+ d!"ere+!al s!e+do el ('s pop/lar la plaa or!"!!o. Se sa0e ?/e /al?/!er res)r!!7+ de "l/!do prod/e /+a a
!/ra 1. 9er"!l del "l/;o a )ra=s de /+a plaa de or!"!!o.

El o+o!(!e+)o del (odelo de la =ar!a!7+ de pres!7+ a lo laro de la )/0er
Objet!" De)allar el d!se>o del ele(e+)o de (ed!da de "l/;o plaa or!"!!o de a/erdo a )odas las =ar!a0les del o+)rol para el )ra+spor)e de l!?/!dos.

CAPÍTULO I: PLACAS DE ORIFICIO #.#.-Ge$e%&'(&(e). La plaa or!"!!o es el ele(e+)o pr!(ar!o para la (ed!!7+ de "l/;o ('s se+!llo es /+a res)r!!7+ o+ /+a a0er)/ra ('s pe?/e>a ?/e el d!'(e)ro de la a>er
!/ra 2. T!pos de or!"!!os.  



La plaa o++)r!a s!r=e para l
La ra+ =e+)a;a de la plaa de or!"!!o e+ o(para!7+ o+ los o)ros ele(e+)os pr!(ar!os de (ed!!7+ es ?/e de0!do a la pe?/e>a a+)!dad de (a)er!al * al )!e(po rela)!=a(e+)e or)o de (a?/!+ado ?/e se re?/!ere e+ s/ (a+/"a)/ra s/ os)o llea a ser o(para)!=a(e+)e 0a;o apar)e de ?/e es "'!l(e+)e 4

reprod/!0le "'!l de !+s)alar * des(o+)ar * de ?/e se o+s!/e o+ ella /+ al)o rado de eCa)!)/d. Ade('s ?/e +o re)!e+e (/as par)</las s/spe+d!das e+ el "l/!do de+)ro del or!"!!o. Las (a*ores des=e+)a;as de es)e (ed!dor so+ s/ apa!dad l!(!)ada * la prd!da de ara oas!o+ada )a+)o por los res!d/os del "l/!do o(o por las prd!das de e+er
#.*.-DISE+O Y NORMAS REGULATORIAS E+ el r'"!o 3 se p/ede =er la se!7+ )ra+s=ersal de /+a plaa or!"!!o * s/s ara)er
!/ra 3. D!(e+s!o+es e+erales de las plaas de or!"!!o.

La Nor(a ISO 51%&-1 es)a0lee ?/e espesor de0e )e+er la plaa * ?/e propor!7+ de0e )e+er el or!"!!o e+ rela!7+ al d!'(e)ro de la )/0er
D,e$)$ e E

M$," 6665D 6665D

5

M&," 662D 665D

d dHD

 p/l 626

3 p/l 6&5

 Al apl!ar el r!)er!o eCp/es)o e+ la )a0la 1 para d!"ere+)es d!'(e)ros de )/0er
D/,et%" 023'41 24 26 1 1% 14 12 16  % 4

0,,1 %6%6 5666 45&26 46%46 355%6 3646 25466 26326 15246 161.%6

e 0,,1 ,5$," 365 254 22 263 1& 152 12& 162 6&% 651

,/," 121 161% 14 13 &11 %16 56 46% 365 263

E 0,,1 ,5$," 465 254 22 263 1& 152 12& 162 6&% 651

,/," 364 2546 22% 2632 1&& 1524 12&6 161% &%2 56

#.*.#- E)2e)"% (e' "%67" (e '& 2'&7& 0e1 La s/per"!!e !+)er+a del or!"!!o de la plaa de0e ser /+ !l!+dro de d!'(e)ro o+s)a+)e * +o de0e )e+er de"e)os )ales o(o ra+/ras re0ordes o !rre/lar!dades =!s!0les a s!(ple =!s)a. La lo+!)/d de es)e !l!+dro se o+oe o(o el espesor del or!"!!o de la plaa. El #e$ (<+!(o per(!s!0le es)' de"!+!do por el =alor ?/e sea (a*or de la s!/!e+)e des!/aldad. e J 6.61 dr #dr F D!'(e)ro de re"ere+!a del or!"!!o de la plaa$. e K 6.665 p/l #6.12&(($ El #e$ ('C!(o per(!s!0le es)' de"!+!do por el =alor ?/e sea (e+or de la s!/!e+)e des!/aldad. e  6.62 Dr #Dr F D!'(e)ro !+)er+o de re"ere+!a del )/0o de (ed!!7+$ e  6.125 dr  :/a+do el espesor de la plaa #E$ sea (a*or ?/e el espesor del 0orde del or!"!!o #e$ e+)o+es la plaa de0er' )e+er /+ 0!sel e+ el lado a/as a0a;o de 0orde del or!"!!o. Es)e re?/er!(!e+)o +o es apl!a0le /a+do e es (e+or ?/e 6.633 D(. S! la es)a!7+ de (ed!!7+ es 0!d!re!o+al es)o es es)a!o+es de (ed!!7+ ?/e (!da+ "l/;o e+ /+ se+)!do / o)ro e+)o+es la plaa de or!"!!o +o de0er' )e+er 0!sel.

6

9ara (ed!r el =alor de e es reo(e+da0le real!,ar (<+!(o /a)ro (ed!!o+es a 6 6 16 * 2&6 e+ el 0orde de e+)rada de la plaa o+ a*/da de /+ (!r7(e)ro de pro"/+d!dades ase/r'+dose ?/e la ara a+)er!or de la plaa de or!"!!o re!0a la s/per"!!e de apo*o del (ed!dor de pro"/+d!dades. La (ed!!7+ se real!,a (o=!e+do la p/+)a del (ed!dor as)a ?/e =!s/al(e+)e se a;/s)e a la l<+ea ?/e /+e el 0!sel o+ el or!"!!o de la plaa #=er r'"!o NP 41 Med!!7+ Espesor del or!"!!o de la plaa$. 9ara es)e "!+ es reo(e+da0le /)!l!,ar  /+a p/+)a o+ eC)re(o pla+o.

!/ra 4. Med!!7+ de espesor del or!"!!o de la plaa.

#.*.*.- E)2e)"% (e '& 2'&7& (e "%67" E+ aso de ?/e el espesor E sea (a*or a e se de0e de oloar /+ 0!sel a 45 e+ la es?/!+a a/as arr!0a.  A/+?/e el ra+o de espesores per(!)!dos es a(pl!o los espesores reo(e+dados orrespo+de+ a =alores o(er!ales. :a0e a+o)ar ?/e el ra+o de espesores depe+de del )a(a>o +o(!+al del )/0o de (ed!!7+ as< o(o de la d/la del (!s(o. El proeso para lle=ar a a0o la (ed!!7+ es s!(!lar al del espesor del or!"!!o e. Se reo(!e+da real!,ar /+ (<+!(o +B(ero de (ed!!o+es #/a)ro es reo(e+da0le$ e+ p/+)os orrespo+d!e+)es a 6 6 16 * 2&6. El !+s)r/(e+)o ade/ado es /+ (!r7(e)ro de eC)er!ores o+ p/+)as redo+deadas para +o a"e)ar la s/per"!!e de la plaa.

7

!/ra 5. Med!!7+ Espesor de la plaa de or!"!!o .

#.*.8.- D/,et%" 9 %e("$(e (e '& 2'&7& (e "%67" El d!'(e)ro !+)er+o (ed!do de la plaa se de"!+e o(o el pro(ed!o ar!)()!o de /a)ro o ('s (ed!!o+es /+!"or(e(e+)e espa!adas e+ la e+)rada del 0orde !+)er!or. Es reo(e+da0le /!dar ?/e las (ed!!o+es se real!e+ e+ la (!s(a pos!!7+ aC!al. N!+/+a le)/ra de0e =ar!ar ('s all' de los =alores !+d!ados e+ la )a0la 2-1 del repor)e AGA 3.6 92 ed!!7+ del 2666 #Ta0la NP 4 e+ es)e do/(e+)o$. Ta0la 3. Tolera+!a para d!a(e)ros de or!"!!o.

8

De la Ta0la 3 se p/ede ded/!r ?/e la resol/!7+ del !+s)r/(e+)o a /)!l!,ar de0er' ser (e+or a 66665pl #6612&(($ (!e+)ras ?/e para d!'(e)ros !/ales o s/per!ores a 2.6pl #56.4(($ la resol/!7+ del !+s)r/(e+)o podr' ser (e+or a 6.661pl #66254(($. El !+s)r/(e+)o o(o )al p/ede ser /+ (!r7(e)ro de !+)er!ores #o(o el (os)rado e+ la "!/ra %$ pero s!e(pre respe)a+do la resol/!7+ desr!)a.

!/ra %. Med!!7+ D!'(e)ro Or!"!!o.

La )e(pera)/ra de la plaa de or!"!!o de0er' ser re!s)rada al (o(e+)o de real!,ar  las (ed!!o+es. Lo a+)er!or o+ el o0;e)o de real!,ar las orre!o+es +eesar!as por d!la)a!7+ o o+)ra!7+ por e"e)o de la )e(pera)/ra o+ a*/da del oe"!!e+)e de eCpa+s!7+ )r(!a orrespo+d!e+)e a ada (a)er!al.  Ade('s a/+?/e es reo(e+da0le /!dar ?/e la )e(pera)/ra +o =ar
#.*.;.- A$43'" (e b)e' 0F1 Se reo(!e+da ?/e d!o '+/lo es) e+)re 36P * %6P. Esoere(os 45P o(o +/es)ro '+/lo de 0!sel o+ /+a )olera+!a de  2P. E+ al/+as oas!o+es es +eesar!o ?/e a la plaa de or!"!!o se le (a?/!+e e+ s/ ara pos)er!or #a/as a0a;o$ ;/s)o e+ el 0orde de sal!da /+ 0!sel #$. El '+/lo ?/e se "or(a e+)re la ara pos)er!or #a/as a0a;o$ * la s/per"!!e de es)e 0!sel se le o+oe o(o '+/lo del 0!sel. El '+/lo per(!s!0le del 0!sel es de 45 15. EC!s)e+ d!=ersos ()odos para e=al/ar es)a d!(e+s!7+ )a+)o d!re)a o(o !+d!re)a.

9

O0=!a(e+)e los ()odos d!re)os e+ do+de se /)!l!,a+ !+s)r/(e+)os o(o o+!7(e)ros o (ed!dores de '+/los so+ los ('s pre!sos. S!+ e(0aro la )olera+!a per(!)!da por el repor)e AGA 3.6 92 la /al es de QH- 15 #QH- 33 @$ ae ?/e los ()odos !+d!re)os p/eda+ ser o+s!derados. 9ara es)e "!+ * o+ a*/da de las d!(e+s!o+es E #espesor de la plaa$ e #espesor  del or!"!!o de la plaa$ d!s)a+!a del 0orde de e+)rada a la !r/+"ere+!a eC)er+a de la plaa e+ s/s aras a+)er!or #US$ * pos)er!or #DS$ es pos!0le (ed!a+)e /+a rela!7+ )r!o+o()r!a o0)e+er el '+/lo del 0!sel.

!/ra &. D!(e+s!o+es para al/lar el '+/lo de 0!sel.

La s/per"!!e del 0!sel +o de0e de )e+er de"e)os =!s!0les a s!(ple =!s)a )al o(o se desr!0!7 e+ las aras de la plaa. De re?/er!rse 0!sel la d!(e+s!7+ #E-e$ +o de0e ser (e+or a 66%25pl #15&5(($. El ?/e /+a plaa lle=e o +o 0!sel depe+der' de los =alores del espesor de la plaa #E$ * del espesor del or!"!!o de la plaa #e$ * s/ rela!7+ o+ respe)o s/s =alores (<+!(os * ('C!(os. E+ o)ras pala0ras para plaas +/e=as se podr'+ de"!+!r los =alores de E * e o+ el o0;e)o de d!se>ar la plaa para ?/e +o re?/!era 0!sel #es)o p/ede +o ser pos!0le para /al?/!er d!'(e)ro )a+)o del )/0o de (ed!!7+ o(o del or!"!!o de la plaa$

#.*.<.- B"%(e) G= > e I El 0orde G a/as arr!0a de0e es)ar 0!e+ aa0ado. Es)o se /(ple s! el rad!o del redo+deo +o s/pera 6.6664d. E+ el d!se>o sele!o+a(os /+ rad!o de 0orde de 6.6663d ?/e e?/!=ale a 6.63 ((. Los re?/er!(!e+)os de al!dad de los 0ordes  e I a/as a0a;o so+ de (e+or eC!e+!a ?/e a?/el para el 0orde G. S!e+do es)e el aso pe?/e>os de"e)os so+ aep)a0les.

10

!/ra . ordes G  e I.

#.*.?.- D/,et%" (e' "%67" 0(1 :!)are(os dos aspe)os e+ lo ?/e respe)a al 'l/lo del d!'(e)ro del or!"!!o de la plaa. El d!'(e)ro d de0e ser e+ )odo los asos (a*or o !/al a 12.5 ((. La ra,7+ de d!'(e)ros  F dHD es s!e(pre (a*or o !/al a 6.26 * (e+or o !/al a 6.&5. El =alor de la ra,7+  de0e ser sele!o+ada e+)re es)os l<(!)es. El or!"!!o de0e ser !l<+dr!o * perpe+d!/lar a la ara or!e+)ada a/as arr!0a. N!+B+ d!'(e)ro de0e d!"er!r por ('s de 6.65@ del =alor de s/ d!'(e)ro (ed!o.

#.*[email protected] D)t&$7& 2&%& 7"'"7&% '&) t",&) (e 2%e)$ EC!s)e+ )res pos!!o+es de !+s)ala!7+ la )a0la s!/!e+)e )e (/es)ra las d!s)a+!as re?/er!das a/as arr!0a #L1$ * a/as a0a;o #L2$ para ada )!po de !+s)ala!7+.

T2" (e $)t&'&7$ D-D* A 3$& 23'4 E$ '") b"%(e)

L# D

L* DH2 1 9/l :ero

Ta0la 4. 9os!!o+es de las )o(as de pres!7+.

E+ las s!/!e+)es "!/ras o0ser=as se!o+es )ra+s=ersales de los )res )!pos de !+s)ala!o+es

11

!/ra . To(a de pres!7+ a D-DH2

!/ra 16. To(as de pres!7+ a /+a p/lada.

!/ra 11. To(as de pres!7+ e+ los 0ordes.

Las )o(as de pres!7+ p/ede+ ser del )!po de 0r!das o de =e+a o+)ra)a. 9ara la )o(a de =e+a o+)ra)a la o+eC!7+ orr!e+)e arr!0a p/ede ser loal!,ada e+

12

/al?/!er l/ar e+)re 1H2 * 2 d!'(e)ros de )/0o orr!e+)e arr!0a de la ara de e+)rada de la plaa de or!"!!o. :o+ /+ or!"!!o de se(e+)o la rela!7+ 0e)a es la ra<, /adrada de la rela!7+ del 'rea del se(e+)o * el 'rea !+)er+a del )/0o. :o+ el or!"!!o eC+)r!o la rela!7+ 0e)a es la rela!7+ del d!'(e)ro del or!"!!o al d!'(e)ro !+)er!or del )/0o.

#.*..- Se'e77$ (e' t2" (e ,&$,et%" 2&%& '& ,e(7$ (e' P 9ara esoer los (ed!dores de pres!7+ par)!(os de ?/e e+ las e/a!o+es /)!l!,adas se +ees!)a+ las pres!o+e (a+o()r!as por e+de +ees!)a(os (a+7(e)ros para (ed!r )ales pres!o+es. Ade('s e+ las e/a!o+es +ees!)a(os la a
#.8.- I$)t&'&7$ %e7",e$(&b'e (e 3$& 2'&7& (e "%67" Es +eesar!o ?/e o+s!deres =ar!os p/+)os o(o los s!/!e+)es

#.8.#.- C")t" (e "2e%&7$. U+ "a)or !(por)a+)e ?/e de0e )o(arse e+ /e+)a e+ s/ sele!7+ es el os)o de opera!7+ e+ )r(!+os de la prd!da de ara per(a+e+)e la /al o(o *a =!(os depe+de de la rela!7+ de d!'(e)ros.

#.8.*.- N&t3%&'e& (e' 6'3j". Es reo(e+da0le ?/e el a/a !r/le l!0re de par)</las e+ s/spe+s!7+ por  e;e(plo e+ po,os o+ /+ al)o o+)e+!do de par)</las e+ s/spe+s!7+ +o so+ o+=e+!e+)es los (ed!dores del )!po plaa or!"!!o.  Al !r/lar a/a l!(p!a las +ees!dades de (a+)e+!(!e+)o d!s(!+/*e+ e+ ra+ (ed!da.

#.8.8.- C&%&7te%5)t7&) (e '& $)t&'&7$. E+ ada aso es +eesar!o re=!sar los re?/er!(!e+)os de )ra(o re)o para de!d!r  s! es o+=!e+e oloar es)e )!po de d!spos!)!=o de (ed!!7+. E+ res/(e+ +ees!)as re=!sar 1. :os)o de opera!7+. 2. /e el a/a sea l!(p!a. 3. Lo+!)/des de )ra(o re)o. #.;.- C&'73'" (e' 4&)t"

13

9ara sa0er el as)o 0as)a o+ ?/e apl!?/e(os las e/a!o+es *a (e+!o+adas.

#.;.#.- E73&7$ 6$&' 9ara s!(pl!"!ar es)a e/a!7+ =a(os a ar/par e+ /+ =alor V las ara)er
1− β ¿

4

¿  ρ ¿ √ ¿

 K =

1

¿

De )al (a+era ?/e la e/a!7+ "!+al del as)o +os ?/eda Q = K C d √ 2 h

De es)a eCpres!7+ B+!a(e+)e +os "al)a o+oer el oe"!!e+)e de desara :d s/ =alor depe+de de la "or(a e+ 7(o se olo?/e+ las )o(as de pres!7+ * de /+ =alor ?/e rela!o+a la =elo!dad del a/a o+ s/ =!sos!dad es)e =alor se o+oe o(o el +B(ero de Re*+olds #Re$ se de)er(!+a de la s!/!e+)e (a+era  Re =

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CAPÍTULO II *.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES L/eo de la real!,a!7+ de la prese+)e !+=es)!a!7+ e lleado a las s!/!e+)es o+l/s!o+es * reo(e+da!o+es ?/e de)allo a o+)!+/a!7+ *.#.- CONCLUSIONES W La 9laa Or!"!o por s/ se+!lle, * os)o 0a;o ae+ ?/e s/ apl!a!7+ sea a)ra)!=a eC!s)e+ d!=ersas +or(as ?/e o+)e(pla+ al/+as de las ara)erada * "a0r!ada de a/erdo a /+a +or(a reo+o!da (ed!r' el a/dal o+ /+a !+er)!d/(0re alrededor del 1 @ #o /+ poo (e+or$ s!e(pre * /a+do se e+/e+)re e+ 0/e+as o+d!!o+es. La !+er)!d/(0re de

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(ed!!7+ p/ede ser red/!da por al!0ra!7+ o(para+do el s!s)e(a o+ /+ pa)r7+.

*.*.- RECOMENDACIONES W La =er!"!a!7+ d!(e+s!o+al de la 9laa or!"!!o a/+?/e !(pl!a el o+o!(!e+)o de la +or(a)!=!dad apl!a0le re?/!ere el desarrollo de proed!(!e+)os espe<"!os ?/e o+)e(ple+ los re?/!s!)os (e)rol7!os !+s)r/(e+)ales * de apl!a!7+. EC!s)e+ d!=ersas =ar!a0les e+ la =er!"!a!7+ d!(e+s!o+al de plaas de or!"!!o ?/e o+)e(pla+ !+"or(a!7+ del )/0o de (ed!!7+. Es)o es la =er!"!a!7+ de la plaa +o es )o)al(e+)e o(ple)a s! +o se real!,a e+ o+;/+)o o+ el )/0o de (ed!!7+. W To o+o!do * o+o!e+do la pres!7+ d!"ere+!al e+)re los pla+os a/as arr!0a * a/as a0a;o se (!de orre)a(e+)e el a/dal. Es)o es /+ error 0as)a+)e o(B+ de0!do a ?/e se o+s!dera ?/e el (ed!dor de a/dal es B+!a(e+)e la plaa de or!"!!o el )/0o Xe+)/r! o la )o0era. Ade('s de ?/e es)e )!po de s!s)e(a se =e a"e)ado o+s!dera0le(e+)e por el per"!l de =elo!dad del "l/!do. W La er)!"!a!7+ de los s!s)e(as de (ed!!7+ de a/dal )os pero /a+do se )ra0a;a o+ as se =/el=e ('s o(ple;o de0!do a /es)!o+es de se/r!dad e+era!7+ e). Es por eso ?/e la o(/+!dad !e+)<"!a !+)er+a!o+al a desarrollado /+ o+;/+)o de +or(as ?/e es)a0lee+ los re?/!s!)os ?/e de0e+ de /(pl!r es)os s!s)e(as * as< poder  ase/rar la (ed!!7+ de a/dal o+ es)os s!s)e(as.

BIBLIOGRAFIA [1]. Diego David Quinatoa Méndez, “DISEÑO DEL SISTEMA DE MEDICI! DE "L#$O TI%O %LACA O&I"ICIO %A&A %&OD#CTOS DE&I'ADOS DE %ET&LEO A SE&  T&A!S%O&TADOS %O& %OLID#CTOS(, #nive)*idad Te+no-gi+a Euino++ia, "a+utad  de +ien+ia de a ingenie)/a, Quito, !ovie0)e de 2334. [2]. 5tt6788e*.*+)id.+o08do+819:;:;3138Di*eno*+)id  [;]. 5tt6788*en*o)e*de+auda.og*6ot.+o08233483:86a+a
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