REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DELA FUERZA ARMADA NACIONAL

(U.N.E.F.A.)

LABORATORIO DE

PROCESOS DE SEPARACIÓN II

GUÍA DE PRÁCTICAS

NORMAS DEL LABORATORIO DE TECNOLOGÍA

DE LA SEGURIDAD E HIGIENE

1. El alumno debe asistir al Laboratorio de Tecnología Química con la indumentaria adecuada para realizar el trabajo práctico, es decir:a.- Zapatos cerrados (deportivos o tenis) con suela antirresbalante.b.- Preferiblemente utilizar ropa de algodón (evite la sintética)c.- El estudiante debe asistir en pantalones largos (evitar faldas, bermudas y

shorts)d.- Llevar el cabello recogido.e.- No usar prendas.f.- Emplear bata de laboratorio en el área de mediciones.

2. El alumno es responsable de la integridad y cuidado de todo el material involucrado en trabajo practico: equipos, material de vidrio, reactivos y accesorios.

3. El alumno al concluir el trabajo práctico, debe entregar el sitio de trabajo completamente limpio y ordenado y el material sobrante en buen estado.

4. Queda terminantemente prohibido el consumo de bebidas y alimentos dentro de las instalaciones del Laboratorio de Tecnología.

5. Utilizar las papeleras.6. Terminantemente prohibido la presencia de estudiantes en el laboratorio sin

la presencia de un docente.7. No correr, ni gritar.

DE LA ASISTENCIA Y PERMANENCIA.

1. La asistencia al laboratorio es de carácter obligatorio para todos los alumnos que cursen esta asignatura.

2. Se permitirá el ingreso de los alumnos al laboratorio, hasta quince (15) minutos después del inicio de la actividad conforme al horario previsto.

3. El alumno podrá retirarse del laboratorio, definitivamente, previa autorización del profesor.

4. La duración del trabajo práctico es de cuatro (3) horas (135 minutos).5. Los trabajos prácticos deben realizarse según la programación presentada al

comienzo del período académico respectivo.6. En caso de no poder realizarse el trabajo práctico, por razones ajenas a

nuestra voluntad, el mismo queda pospuesto de manera tácita para la semana siguiente, sin alterar el orden de la programación.

DE LA EVALUACIÓN.

1. .Para la evaluación integral del trabajo práctico se tomarán en cuenta los siguientes tópicos:

2

Asistencia (10%) Pre-Informe (20%) Prueba Corta (35%) Informe (35%)

2. La presentación del Pre-Informe constituye requisito indispensable para realizar el Trabajo Práctico.

3. En caso de plagio se eliminará la nota de los grupos involucrados4. La prueba corta tendrá una duración máxima de 20 minutos.5. Al finalizar la sesión de trabajo práctico, el grupo debe presentar al profesor

un reporte tabulado con los datos obtenidos en la experiencia realizada. 6. El grupo deberá entregar el informe al inicio del trabajo práctico de la

siguiente semana, de lo contrario se aplicará una sanción de 2n puntos, donde n es el número de días de retraso.

7. El docente está en la obligación de explicarle al alumno que salga reprobado en un determinado informe, las fallas presentadas en el mismo.

NORMAS PARA LA ELABORACIÓN DEL PRE-INFORME E INFORME.

Para elaborar un buen informe técnico se deben tener en cuenta ciertas normas. Usar hojas tamaño carta, manteniendo un margen de tres centímetros (3 cm)

en la parte superior y la parte izquierda de la hoja. Todo informe se redacta de forma impersonal. Debe presentarse en tinta negra o azul. Las figuras que se presentan en el informe deben elaborarse en tinta negra. La presentación debe ser impecable.

Los Pre-informes e Informes que serán realizados en los laboratorios tendrán la siguiente estructura y orden:

PRE-INFORME

1. Portada: la portada debe considerarse como la tarjeta de presentación del informe, ésta debe contener las siguientes partes:

En el extremo superior izquierdo de la hoja debe identificarse el lugar donde se realizó la práctica.

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DELA FUERZA ARMADA NACIONAL(U.N.E.F.A.)

En la parte central se coloca el número correspondiente al informe (número arábigo) y el título del informe (en letras mayúsculas).

En la parte inferior derecha de la hoja se indica lo siguiente:

3

Identificación de las personas que elaboraron el trabajo (en orden alfabético por apellido)

Sección Número de grupo

En la parte izquierda de la hoja se indica la persona a la que va dirigido el informe (profesor).

En la parte inferior de la hoja y centrado se identifica el lugar y fecha de presentación del informe.

2. Objetivos: Se especifican tanto el general como los específicos. (Máximo 1 página).

3. Marco teórico: En la revisión bibliográfica se presentan las bases teóricas que sustentan la investigación realizada, y que facilitan la comprensión del informe. A continuación se mencionan las partes que deben contener una revisión bibliográfica:

Los fundamentos teóricos deben desarrollarse en orden lógico Deben contener las ecuaciones y principios básicos que sustenten la

investigación4. Ecuaciones a utilizar: A cada ecuación se le asigna el número romano que la

identifica así como las unidades de las variables involucradas.5. Diagrama de instalación o montaje: El diagrama de flujo es un dibujo

esquemático con el cual se sintetiza la configuración y operación del equipo a estudiar (esto si aplica en la práctica). El dibujo debe indicar en forma resumida toda la información de la red de proceso y debe contener lo siguiente:

Equipos que conforman el circuito Líneas de flujos (línea de circulación) Puntos de alimentación (entrada) y descarga (salida)

Cada equipo debe tener su codificación, la cual se representará en el ángulo inferior derecho de la hoja (leyenda) (ver anexo 2)

El dibujo debe estar dentro de un marco que corresponde al margen de la hoja.

En la parte superior de la hoja y centrado se coloca el número correspondiente del gráfico (número arábigo) y el título del dibujo. Por ejemplo: “DIAGRAMA DE FLUJO DEL EQUIPO DE INTERCAMBIADOR DE CALOR DEL LABORATORIO DE TECNOLOGÍA QUÍMICA”

6. Método operatorio: En el método operatorio se describe en forma secuencial (tipo receta de cocina) todos los pasos necesarios para poner en marcha el equipo. Éste método se divide en cuatro secciones:

Arranque: aquí se realizan los pasos necesarios para poner el equipo en marcha.

Operación: se pone en marcha el equipo, y se describe los pasos a realizar en la toma de los datos necesarios que conllevan a la obtención de los resultados requeridos para el cumplimiento de los objetivos planteados en la práctica.

Parada: se describen los pasos necesarios para detener el sistema y dejarlo listo para realizar nuevamente la experiencia práctica.

4

7. Tablas de datos y resultados: En esta sección se reportan todos los datos recopilados durante la experiencia práctica. Los datos obtenidos durante la práctica no deben someterse a ningún tipo de manipulación, es decir, los datos serán reportados tal como fueron tomados durante la práctica. Los datos experimentales se reportan en forma tabulada. A continuación se describen las normas para elaborar una tabla:

Enumerar las tablas con números romanos Deben contener un título que represente en forma general el contenido

de todas las variables que se están midiendo. El título debe englobar el contenido de la tabla, no debe ser una lista de los encabezados de la tabla.

Las tablas no deben ser cerradas en los extremos izquierdo y derecho, sólo se cierran en la parte superior e inferior.

En el interior de la tabla se trazan líneas horizontales, cuando en una corrida se encuentran más de una medición de una misma variable, de lo contrario se omiten dichas líneas.

Los encabezados deben contener el nombre de la variable, el símbolo de la variable, el error y las unidades correspondientes. Las tablas deben tener el mismo sistema de unidades a excepción de los datos experimentales, la cual debe tener las mismas unidades directas de la medida.

El error que se presenta en las tablas de datos es el error instrumental y en las tablas de resultados es el error que se obtiene por el método de las derivadas parciales.

En la parte inferior de la tabla se colocan las condiciones a las cuales se está trabajando (presión, temperatura, etc)

8. Tablas de referencias: Las tabla de referencia deben mantener las mismas condiciones que las tablas de Datos y Resultados, sobre la identificación, centrada, etc).Puede estar constituida por propiedades físico – química de los reactivos que serán utilizados, materiales y equipos, y tablas toxicologías de las sustancias utilizadas. Estas tablas deben indicar la fuente de la información.

10. Bibliografía: En esta sección deben incluir todas las fuentes de información utilizadas durante la investigación. Deben presentarse numeradas y en estricto orden alfabético por autor.

Libros: Primer apellido, inicial del segundo, inicial del primer nombre. Título de la obra (subrayado). Número de edición. Editorial. Ciudad donde se edito. Páginas.

Trabajos y tesis de grado: Primer apellido, inicial del segundo, inicial del primer nombre. (año). Título de la obra (subrayado). Trabajo (especial de grado/ascenso no publicado). Instituto educativo

Consulta de internet: Se coloca el autor de la página (si tiene), título, dirección electrónica, consulta (año,mes,día)

Referencia de CD-ROM: Ej: Microsoft Oficce XP Professional. Versión 2002.Año 2001 CD-ROM: para Windows XP.

5

INFORME

1. Portada: Descrita anteriormente2. Sumario: Es un breve resumen de los puntos más importantes del

informe. No debe excederse de 1 página, debe ser redactado en forma impersonal y en tiempo pasado. Para facilitar la elaboración de un resumen se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:

¿Qué se investigó? Se indican los objetivos generales y específicos.

Rigurosidad de la investigación: se indica la finalidad de la elaboración del informe.

¿Cómo se hizo la investigación?. Se hace una breve descripción de la metodología utilizada en la práctica.

Logros: se presentan los resultados más relevantes obtenidos durante la experiencia práctica, así como las desviaciones que presentan respecto a trabajos anteriores o datos bibliográficos

Conclusiones: se indican las conclusiones más importantes de las presentadas en el informe (máx. 2 conclusiones)

Recomendaciones: se indican las recomendaciones más importantes presentadas en el informe.

3. Tablas de datos y resultados: Descrita anteriormente 4. Cálculos típicos: Un sólo calculo típico por cada ecuación a utilizar, con

su respectiva propagación error, manteniendo la secuencia de las ecuaciones utilizadas, los demás valores se reportan en la tabla de Resultados.

5. Gráficos: A continuación se describen las normas generales para la elaboración de gráficos:

En la parte superior de la hoja se coloca el número (arábigo) y el título del gráfico (centrado). El título debe suministrar toda la información posible sobre el gráfico.

Evitar el uso de conectores “VERSUS”, “CONTRA”, “Vs”, en el contexto del gráfico.

Elegir la escala más conveniente para que los puntos obtenidos queden bien distribuidos dentro del gráfico.

Indique el sentido creciente de los ejes mediante flechas y las coordenadas del origen.

La variable independiente se ubica en el eje de las abscisas (x), mientras que la dependiente se ubica en el de las ordenadas (y).

Cada eje debe estar identificado con el nombre de la variable manejada, símbolo, unidades y escala utilizada.

La curva experimental se construye con una línea contínua que mejor se ajuste a los puntos experimentales.

Se debe indicar las condiciones a las cuales fueron tomados los datos experimentales utilizados para elaborar el gráfico (temperatura y presión).

6

Cuando en un mismo gráfico se presentan varias curvas, deben distinguirse los puntos pertenecientes a cada una mediante símbolos diferentes.

Al existir más de una escala en el eje coordenado, debe identificarse cada una con su variable, símbolo, unidades y escala utilizada. Las curvas se deben identificar sobre el mismo gráfico o se remiten a una leyenda que se sitúa en el espacio más conveniente.

6. Discusión de Resultados: Los resultados presentados en la tabla deben ser analizados y

comparados con los datos bibliográficos o con los resultados obtenidos a partir de consideraciones teóricas

Se deben dar explicaciones a las posibles causas que provocaron las desviaciones entre los valores teóricos y experimentales.

Mencionar los posibles errores cometidos.

El análisis general de resultados se hace en función de los objetivos correspondientes, evidenciar si los objetivos fueron alcanzados y si las interrogantes de la práctica se resolvieron.

7. Conclusiones: Las conclusiones deben ser sacadas de la discusión de resultados. Las conclusiones deben ser enumeradas. Evidenciar el logro de los objetivos y la resolución de las interrogantes. Tiene que ser claro y preciso. Una conclusión general de los principios que se estaban estudiando.

CONSIDERACIONES GENERALES.

1. Los grupos de trabajo estarán conformados por dos (02) alumnos y en forma excepcional por tres (3) alumnos.

2. El manejo de material de vidrio, balanzas, termómetros, manómetros, cronómetros, etc., así como el cumplimiento de las normas de higiene y seguridad deben estar acorde con el conocimiento previo alcanzado en semestres anteriores dentro de otros laboratorios y/o asignaturas.

3. El estudiante debe consultar con su profesor acerca de la bibliografía y documentación necesaria para la elaboración del Pre-Informe.

4. El adecuado manejo de los instrumentos de medición y sus unidades de medidas, contribuyen a la recopilación de datos fidedignos que permiten resultados de buena calidad.

5. En caso de dañar algún equipo o material de vidrio debe reponerse lo más pronto posible.

7

ANEXO 1

ECUACIONES A UTILIZAR

1. Se debe colocar en el pre – informe todas las ecuaciones que serán utilizadas en los cálculos indicando sus respectivas unidades. Manteniendo la estructura del siguiente ejemplo:

Ejemplo:

Q: V / t (I)

Donde:

Q: Caudal, m3 / segV: Volumen, m3 t: Tiempo, seg

ANEXO 2

DIAGRAMA DE INSTALACIÓN

Descripción Símbolo

Tuberías ______________

Bombas

Válvulas

Válvulas de Compuertas

8

Válvulas de Cierre Rápido

Válvula Automática

Punto de presión

Punto de temperatura

Medidores de flujo

1. Rotámetro

2. Venturi

3. Placa de orificio

Intercambiadores

1. Agua – Agua

2. Agua – aire / mezcladores / Enfriadores

9

Tubería con expansión

Tubería con compresión

Codos, Uniones, de diferentes diámetros

Conector eléctrico, panel de control

10

CONTENIDO PROGRAMATICO

PRACTICA No 1 CALIBRACION DE ROTAMETROS

PRACTICA No 2 BOMBAS CENTRIFUGAS I

PRACTICA No 3 EQUILIBRIO LÍQUIDO –LÍQUIDO I

PRÁCTICA No 4 EQUILIBRIO LIQUIDO- LÍQUIDO II

Rotación semanal de prácticas

Las sesiones de laboratorio se desarrollaran en función del cuadro que se muestra

a continuación, donde la primera fila indica la semana de actividad, la primera

columna indica el número del grupo de trabajo y las celdas internas, la práctica

correspondiente a desarrollar.

semana

grupo #

1

(24/01/11)

2

(31/01/11)

3

(07/02/11)

1 1 3 4

2 3 4 1

3 4 1 3

PRACTICA No 111

CALIBRACIÓN DE ROTÁMETROS

I.- OBJETIVOS

GeneralCalibrar un instrumento de medición de caudal de área variable (rotámetro).

Específicos

Determinar el caudal, obtenido experimentalmente y compararlo con el caudal reportado por el instrumento

Construir la curva de calibración: Lectura obtenida vs. Caudal experimental

Establecer la ecuación de corrección.

Analizar la importancia de la calibración.

II.- CONOCIMIENTOS PREVIOS

Definición de Caudal.

Instrumentos para la medición de caudal.

Graficación

Calibración

Unidades de Caudal (en diferentes sistemas)

III. MATERIALES Y EQUIPOS.

Circuito Hidráulico.

Tobo.

Báscula.

Cronómetro.

IV.- METODO OPERATORIO

1. Identificar el circuito hidráulico donde está ubicado el rotámetro2. Abrir las válvulas de agua para fijar el caudal. 3. Establecer condiciones de equilibrio en el flujo de agua que circula en el

sistema.4. Recolectar una cantidad de agua en un tiempo determinado. Pesar o medir

el volumen recolectado

12

5. Repetir este procedimiento tomando variaciones constantes en la escala en forma ascendente y descendente

IV.-CALCULOS A REALIZAR

1. Una vez obtenido la serie de datos correspondiente a la experiencia, trazar la curva de calibración Qexp. = f(Qobs.) (ver gráfico).

2. Determinar la ecuación para Qexp = a Qobs + b

Ejemplo: Ajuste de una línea recta.

Qexp (l/h) 20 52.1 84.6 118.3 151.0

Qobs.(l/h) 10 30 50 70 90

13

Trazar una línea recta al tanteo a través de los datos.

Donde: a: pendiente, b: intercepto

Qexp2 – Qexp1 b = intercepto con el eje Y

a =

Qobs2 – Qobs1

Qexp = a Qobs + b (Ecuación de Corrección)

BIBLIOGRAFÍA

STRETEER & WYLIE. Mecánica de los Fluidos. Mc Graw Hill

MOTT, Robert. Mecánica de los Fluidos Aplicada. 4ta Edición. Prentice Hall

CREUS, Antonio. Instrumentación Industrial. Alfaomega Marcombo

PRACTICA No 2

BOMBAS CENTRÍFUGAS I

I.- OBJETIVOS

General: Caracterizar una bomba centrífuga

Específicos:

Obtener las curvas características de una bomba centrífuga a diferentes velocidades de rotación.

Verificar las leyes de similitud para una bomba centrífuga

II.- CONOCIMIENTOS PREVIOS

Tipos de Bombas

Ecuación de energía

Potencia hidráulica y mecánica

Eficiencia

Leyes de similitud

III- MATERIALES Y EQUIPOS:

Banco de pruebas para bombas centrífugas

IV.- METODO OPERATORIO

1. Realizar las medidas necesarias para obtener las curvas características de la bomba 1 a las velocidades de rotación de 2400rpm

2. Realizar las medidas necesarias para obtener las curvas características de la bomba 2 a las velocidades de rotación de 2400rpm

3. Verificar las leyes de similitud para la bomba 1

IV.-CALCULOS A REALIZAR

1. A partir de los datos experimentales obtenidos y empleando las formulas correspondientes, calcular caudal (Q), altura de la bomba (Hb), potencia mecánica (Pm) y eficiencia (ε)

2. Graficar ), altura de la bomba (Hb), potencia mecánica (Pm) y eficiencia (ε)en función del caudal (Q) y de esta manera se obtienen las curvas características para ambas velocidades de rotación

BIBLIOGRAFÍA

KARASSIK & CARTER. Bombas Centrífugas

McNAUGHTON. Bombas

ZUBICARAY, Manuel. Bombas, teoría, diseño y aplicaciones

HICKS,T. Bombas, selección y aplicaciones

PRACTICA No 3

EQUILIBRIO LIQUIDO-LIQUIDO I

I.- OBJETIVOS

General:Estudiar las relaciones de solubilidad para la mezcla ternaria, a la temperatura de la planta piloto.

Específicos:

Obtener parte de la curva de solubilidad para la mezcla ternaria Comparar con las graficas de referencia

II.-CONOCIMIENTO PREVIO.

Coeficiente de reparto (o coeficiente de distribución). Equilibro de líquidos miscibles y parcialmente miscibles. Diagramas de fases de sistemas ternarios. Curva de Solubilidad (o de equilibrio). Efectos de la temperatura y presión en el equilibrio de sistemas ternarios

III.-MÉTODO OPERATORIO

Parte A

1. Preparar en un erlenmeyer de 50 ml, 10 g de una solución al 10% p/p de acetona en agua.

2. Preparar una bureta de 25,00 ml con hexano.3. Agregar lentamente hexano a la mezcla binaria y agite hasta que observe

el cambio.4. Anote el volumen de hexano gastado.5. Repita los pasos anteriores para mezclas binarias de composiciones 25%

40% Y 60% p/p 6. Determinar la densidad del hexano

Parte B

1. Preparar en un erlenmeyer de 50 ml, 10 g de una solución al 10% p/p de acetona en hexano.

2. Preparar una bureta de 25,00 ml con agua.3. Agregar lentamente agua a la mezcla binaria y agite hasta que observe el

cambio.

4. Anote el volumen de hexano gastado.7. Repita los pasos anteriores para mezclas binarias de composiciones 25%

40% Y 60% p/p 5. Determinar la densidad del agua

IV.-CALCULOS A REALIZAR

1. Determinar la masa de agua y hexano (desalojados en la bureta)2. Determinar la composición en peso de cada una de las mezclas ternarias

obtenidas en la parte A y B.3. Ubicar todos los puntos obtenidos en la curva de solubilidad y comparar.

Curva de Solubilidad a 25 ºC

% Acetona %Agua %Hexano13.57 86.31 0.1228.18 71.67 0.1537.73 62.06 0.2144.48 55.21 0.3145.62 54.37 0.3759.08 39.33 1.5962.76 35.41 1.8363.18 34.92 1.9071.84 23.74 4.4273.37 19.71 6.9274.01 15.90 10.9071.04 11.74 17.2261.27 5.31 33.4250.80 2.56 46.6440.96 0.97 58.0733.72 0.39 65.8919.25 0.14 80.61

BIBLIOGRAFÍA

TREYBALL, R. Extracción en Fase Líquida. Editorial Hispano-Americana.

TREYBALL, R. Operaciones de Transferencia de Masa. Mc-Graw-Hill.

PRACTICA No 4

EQUILIBRIO LIQUIDO-LIQUIDO II

I.- OBJETIVOS

General:Obtener rectas de reparto para la mezcla ternaria, a la temperatura de la planta piloto.

Específicos: Trazar las rectas de reparto en la curva de solubilidad. Comparar con las rectas de reparto de referencia. Determinar el punto crítico con la ayuda de la curva auxiliar o conjugada

II.-CONOCIMIENTO PREVIO.

Diagramas de Fases de Sistemas Ternario Líneas de Unión (o rectas de reparto). Punto Crítico. Curva de Equilibrio.

III.- MÉTODO OPERATORIO

1. Preparar 20 g de cada una de las mezclas ternarias con las siguientes composiciones:

% Acetona % Agua % Hexano10 45 4520 35 4530 25 4540 15 4550 5 45

2. Agitarlas suavemente y dejarlas en reposo durante 2 horas aproximadamente.

3. Medir el índice de refracción de cada una de las fases4. Analizar la composición de las fases formadas, empleando las curvas de

calibración disponibles en el laboratorio.5. Trazar las rectas de reparto en el diagrama de solubilidad obtenido en la

practica “Equilibrio líquido-líquido 1”.6. Determinar las coordenadas del punto crítico trazando la curva conjugada

del sistema. 7. Trazar el diagrama de equilibrio para el sistema ternario.

IV.-CALCULOS A REALIZAR

1. Analizar las fases obtenidas y determinar su composición en peso.

2. Trazar las rectas de reparto experimentales en la curva de solubilidad3. Comparar con los datos referenciales.

RECTAS DE REPARTOSISTEMA ACETONA-HEXANO-AGUA 26 ºC

Extracto (rico en agua) Refinado (rico en hexano)% Acetona % Hexano % Agua % Acetona % Hexano % Agua

27.01 0.19 72.80 9.28 90.72 0.043.55 0.35 56.10 21.10 78.60 0.352.61 0.89 46.50 29.28 70.32 0.456.10 1.20 42.70 33.85 65.65 0.557.64 1.26 41.10 36.21 62.99 0.863.00 2.00 35.00 44.21 54.49 1.268.52 2.89 28.50 52.18 46.02 1.8

BIBLIOGRAFÍA

TREYBALL, R. Extracción en Fase Líquida. Editorial Hispano-Americana.

TREYBALL, R. Operaciones de Transferencia de Masa. Mc-Graw-Hill