Este documento presenta 5 problemas de ingeniería sobre el cálculo del rango de transmisores de nivel para tanques. Los problemas incluyen calcular el rango para tanques abiertos, cerrados y horizontales con diferentes configuraciones y fluidos. También incluye calcular el nivel de alarma y la interfaz entre dos fluidos usando un transmisor de presión diferencial. Las ecuaciones y diagramas relevantes se proporcionan para cada cálculo.

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Universidad Nacional
Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán
Campo 1
Ingeniería en Alimentos
Instrumentación y Control
Estudio de la variable nivel. (Problemas)
Profesor: Jesús Herrera Martínez
Integrantes:
 Becerra Chicho Mitzy Alejandra……………..…….100%
 Beltrán Gonzales Brenda Maritza………………….100%
 Melo Cruz Stephanie……………………………..…100%
 Mendoza Pérez Laura Beatriz……………………...100%
 Ortiz Retana Arleth Mitzi…………………………….100%
 Víquez Arteaga Andrea…………………………...…100%
Ciclo: 2017-II Grupo: 2851

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Calculo de la variable nivel (Problemas)
1. Calcular el rango de un transmisor de nivel para un tanque abierto o atmosférico con
una pierna reguladora dado los siguientes datos:
Tanque cilindro vertical
Dimensiones:
40 ft de piso a techo
La conexión del nivel más bajo: 1 ft 6 in
Nivel más alto tiene una conexión en el
techo.
Gravedad específica del fluido: 0.87
Tiene un sello químico de 1 in de agua de
presión
El transmisor es un sello químico como se muestra a
continuación en la figura 1.
Calculo
Para poder resolver dicho problema es necesario hacer
uso de la siguiente ecuación:
Dónde:
Sustituyendo en la ecuación 1, para obtener el resultado:
Conclusión: Con respecto al resultado obtenido se puede concluir que el transmisor
detectará 1 pulgada de agua, cuando no exista un nivel que no puede ser medido.
Por lo que el intervalo será entre 1 a 402 pulgadas de agua.
Figura 1. Esquema de para el cálculo del
rango del transmisor de nivel (hay
ecualizador)

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1.2.- A continuación en la siguiente figura se muestra un esquema similar al anterior. Calcule
el rango de un transmisor nivel
A continuación se muestra la ecuación para
la resolución del problema.
Sustituyendo datos:
Por lo tanto:
Conclusión: El transmisor detectara una pulgada de agua cuando no exista un nivel medible.
Por lo que el rango será de una pulgada de agua a un lapso de 402 y hasta 403 pulgadas de
agua.
Figura 2. Esquema de apoyo para el cálculo del
rango del transmisor de nivel (no hay ecualizador)

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2. Calcular el rango del transmisor de nivel tipo burbujeo.
Datos:
Tanque atmosférico, dimensiones 8 ft hasta el fondo, dispositivo de medición: medidor
de burbujeo con un nivel mínimo de 6 in en el fondo del tanque. El nivel máximo es de 7
ft 6 in, el líquido es agua, la temperatura es de 98 °C
DONDE:
Figura 3. Esquema de apoyo para el cálculo del rango del problema 2

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DADO QUE:
Buque= Sumidero
Dimensiones= 8´0” profundo
Dispositivo de medición= Tubo de burbuja con extremo 6” por encima del fondo
Nivel máximo = 7’- 6”
Liquido= Agua
Temperatura= 98 °C
Resultado= El rango es de 70.2” in. (Nivel mínimo) A 12.6” in (nivel máximo). Se debe
especificar un transmisor con elevación cero.

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3. Calcular el nivel de alarma para un tanque horizontal:
Figura 3. Esquema de apoyo para el cálculo del nivel de alarma
Datos:
Recipiente cilíndrico horizontal con tapas elípticas
Dimensiones: 12ft Di x 30 ft a líneas tangenciales
Conexiones de 4 in arriba del fondo
Los puntos de alarma están a 20% y 80% máximo de la capacidad

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Conclusión: El transmisor es de conexión de 4” encima del botón, por lo tanto el rango es de
0” a 140” de líquido. La alarma en el punto bajo es de 33” del líquido o 23.571%. La alarma
en el punto alto es a 103” del líquido o 73.51%.
La salida del transmisor al 20% del volumen
está dado por:
PL= 0.23571 (15-3)+3
PL=5.829 psig =161.9 in H2O
La salida del transmisor al 80% del volumen
está dado por:
PH=0.73571 (15-3)+3
PH=11.829 psig o 328.6 in H2O

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4. Calcular el rango de un transmisor de nivel con fluido de sello.
Datos:
Fluido: Líquido corrosivo
Gravedad específica: 0.80
Gravedad especifica del sello: 0.975
Longitud entre conexiones: 6 ft
Las ecuaciones que se emplearon se muestran a
continuación:
Para el cálculo de la anchura.
Dónde:
Sustituyendo datos en las ecuaciones:
Por lo que:
Conclusión: El rango es de 70,2 pulgadas de agua (nivel mínimo) a 12,6 pulgadas (nivel
máximo). Se especificará un transmisor con elevación cero.
Figura 4. Esquema de apoyo para el cálculo de nivel con
fluido de sello

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5. Calcular la medición de la interface usando un transmisor o celda de presión diferencial,
usando 2 medidores de burbujeo.
 Dispositivo de medición: transmisor de presión diferencial
 Diferencia entre niveles 5 ft
 Gravedades especificas 0.82 y 0.70.
Variables establecidas:
* G1 = 0.82
* G2 = 0.70
* h = 60 pulgadas
Dónde:
Figura 5. Transmisor de presión
diferencial

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Secuencia de cálculo:
Conclusión: El rango del transmisor va de 42.0” W.C. a 49.2” W.C. El cero debe ser
suprimido para proporcionar el intervalo de funcionamiento adecuado.
Bibliografía:
 W.G. Andrew y H.B. Williams. (1982) Applied instrumentation in the process
industries. Volumen III. Second edition. Engineering data and Resource material.