Resumen

Se presenta el proceso de diseño de un banco de entrenamiento para la determinación del coeficiente de flujo de válvulas de control, usando las indicaciones de la norma VDI/VDE 2173, que establece parámetros para la elaboración de este tipo de ensayos. Se adopta un criterio de ergonomía para el dimensionamiento preliminar del banco con base en datos de la antropometría colombiana. Los elementos estructurales del equipo son posteriormente diseñados mediante la comparación de cálculos de teoría de falla con análisis de elemento finito en SolidWorks.

1.INTRODUCCIÓN

El continuo cambio en las tecnologías y el planteamiento de conceptos requeridos para explicar la aparición de fenómenos, requieren que el Ingeniero Mecánico se prepare un cambiante escenario [1], más allá de la formulación teórica hasta la aplicación de los conocimientos adquiridos, con herramientas tecnológicas en la resolución de los problemas, dentro de las cuales el uso de equipos de laboratorio cada día cobra mayor importancia en la formación académica del futuro profesional. Aunque las primeras propuestas en el uso de herramientas de laboratorio para la enseñanza práctica fueron expuestas por Jhon Locke [2] hace más de tres siglos, hoy resultan casi que indispensables para afianzar la enseñanza de un aprendiz. El desarrollo de prácticas de laboratorio influencia positivamente el profesionalismo y la competitividad del estudiante, ayuda a optimizar el tiempo en el desarrollo de actividades, afianza su capacidad cognitiva y fortalece su relación con otros individuos logrando mayor eficacia en trabajo grupales [3].

Actualmente, la instrumentación industrial brinda un gran soporte para llevar a cabo tareas de automatización y control, por lo cual se requiere que el Ingeniero Mecánico egrese con conocimiento de la simbología de procesos (P&ID por sus siglas en inglés de Piping and Instrumentation Diagram) y con el conocimiento teórico-práctico de sus elementos: bombas, tuberías, tanques de almacenamiento, válvulas, sensores y circuitos hidráulicos básicos, entre otros [4].Dentro de esta disciplina, el dimensionamiento y estudio de las válvulas de flujo ocupa un lugar fundamental por tratarse delos instrumentos primarios o en contacto directo con el proceso, siendo el concepto del coeficiente de flujo mediante el cual se cuantifica el desempeño y requerimientos de este instrumento.

El coeficiente de flujo, Kv, se define como el caudal de agua, entre 5°C y 40°C, en metros cúbicos por hora [m³/h] que pasa a través de una válvula a una apertura dada y con una pérdida de carga de 1 bar, y se simboliza con las letras KV[5].En la industria es muy frecuente encontrar montajes para la determinación del coeficiente de flujo para grandes válvulas en la misma línea de operación donde se encuentran instaladas, lo cual incrementa el costo del análisis del elemento.

• Materias:Control hidráulico Ergonomía Estructura hidráulicas Imagen tridimensional en diseño Ingeniería de estructuras Máquinas hidráulicas
• Subjects:Hydraulic control Ergonomics Hydraulic structures Design imaging Structural engineering Hydraulic machinery
• Palabras claves:Ergonomía; Diseño estructural; Banco de entrenamiento; Coeficiente de flujo; SolidWorks
• Keywords:Ergonomics; Structure design; Test bench; Flow coefficient; SolidWorks.