Simulación dinámica de una planta de intercambio de calor

Abstract

Medir la temperatura de ciertos fluidos dentro de la industria, constituye uno de los más importantes y necesarios aspectos dentro de los procesos industriales en la gran mayoría de empresas.

La planta que hay en el Laboratorio de Ingeniería de Sistemas y Automática la cual vamos a tratar en la realización de este TFG está formado por diferentes partes y procesos: el sistema de intercambio de calor en dos depósitos cilíndricos a través de serpentines, el incremento de temperatura mediante resistencias del depósito calefactor compartimentado, las válvulas de control del caudal, la bomba de control de circulación del flujo de agua caliente, la instrumentación que conforma y controla la planta, el “Software Regula” con el que se regula la planta y las diferentes variables controlables.

El sistema de control de nuestra planta se llevará a cabo a través del programa “Regula”. Este Software podremos manipular y controlar las variables que provoquen cambios en la estación a lo largo del tiempo y tomar los datos que nos resulten necesarios para la realización del proyecto.

El objetivo principal de esta planta, junto con el sistema de control que tiene integrado, es el de controlar el principio básico de intercambio de calor mediante serpentines dentro de dos depósitos cilíndricos entre fluidos acuosos.

Para ello realizaremos primero un modelo matemático representativo de la planta y después otro modelo dinámico, con el Software EcosimPro, que nos ofrece la posibilidad de controlar todos estas variables, constantes y ecuaciones.

Posteriormente tendremos que realizar el ajuste y la validación del modelo dinámico, realizar una comparativa entre la experimentación y el diseño dinámico creado y conseguir una mayor aproximación a la realidad de la planta.

También realizaremos una serie de experimentos y ensayos con las que comprobaremos que todo está correcto.

In the industrial processes, fluid temperature measurement is one of the most important and necessary aspects for many companies.

The end of degree Project focuses on the industrial plant located in the Systens and Automatic Engineering Laboratory. This plant is made up of different parts and processes: the heat Exchange system inside two cylindrical tanks through coils, the temperatura increase through compartmentalized heates tanks resistances, the control flow valvule, the hot wáter flow circulation control pump, the instrumentation which comprise and control the industrial plant and finally the “Software Regula” regulates the industrial plant and different controlable variables.

Our plant’s control system will be carried out through “Regula” program. This Software allow us to control and manipulate the variables which bring about changes in the station over time. Furtheremore, “Regula” allow us to callect data we need to develop this project.

The main target of this industrial plant and its control system is based on leading basic law of heat exchange through coils which are located inside two cylindrical tanks among aqueous fluids.

To reach this goal, first, we will creat a mathematical model to depict the plant and then, we will creat a dynamic model using “Software EcosimPro”. The dynamic model allows us to control all these variables, constants and equations.

Afterwards, we must validate and fit the dynamic model and compare between the experiment and the dynamic design created. Finally, we must achieve further approximation of reality plant. We will also perform experiments and tests to check whether everything is correct.