Automatización del intercambiador de calor tubo y coraza del laboratorio de transferencia de calor de la FIQM-UNSCH con tecnología Arduino

Abstract

El presente proyecto hace énfasis en: “Automatizar el intercambiador de calor tubo y coraza del laboratorio de transferencia de calor de la FIQM - UNSCH con tecnología Arduino”, mediante dispositivos de control, como microcontroladores, logrando operar un sistema o proceso con la mínima intervención de ser humano. Para llevar a cabo el estudio se realizó el diagnóstico del intercambiador de calor, luego se determinó las variables de operación y finalmente se realizó el control automático. Las pruebas experimentales, así como el montaje del equipo se realizó en el Laboratorio de Transferencia de Masa y en taller mecánico de la Facultad de Ingeniería Química y Metalurgia de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga. Este equipo presenta un tanque, una resistencia de inmersión, una bomba tipo centrífuga, red de tuberías y accesorios en acero inoxidable ASTM 304, sensores LM35/transmisores de temperatura, válvulas tipo bola, un microcontrolador, y un supervisor - controlador HMI. El sistema de control automático PID se basa en controlar las principales variables del proceso: el caudal del fluido caliente y la temperatura de salida del intercambiador de calor, estas variables se muestran en tiempo real a través de un HMI (Interfaz Humano Máquina), desde donde se controla la temperatura deseada. Para la evaluación del intercambiador de calor se realizó pruebas experimentales en distintas condiciones estándar de operación en modo manual y automático con arreglo en flujo contracorriente y paralelo. El fluido utilizado en la evaluación fue agua-agua. De acuerdo a los resultados obtenidos en la evaluación, el equipo opera dentro de los rangos de diseño según la bibliografía. Finalmente, se afirma que la investigación contribuye en el aprendizaje de los estudiantes de la Facultad de Ingeniería Química y Metalurgia, brindando una ayuda didáctica en el estudio de la transferencia de calor, además, permite que el estudiante tenga una visión más amplia sobre conceptos relacionados a la automatización y control, y de los procesos que se pueden controlar en la industria.