LÍmites del sistema y función descendente

En esta sección, se define la descripción gráfica de las funciones del sistema, basado en la sucesión cohere nte de diagramas específicos de los subsistemas, llevándolo a cabo de manera descendente, es decir, procediendo desde lo general hasta lo particular, donde la función má s general, es la funcion global del proceso de obtencion del Hidruro ( Figura 4.3). Como se puede observar se defin e en tres rubros a la entrada del

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diagrama, que son: Energía, Materia e Información, los cuales delimitan específicamente la acción del reactor recomendado para el almacenamiento de Hidrógeno.

Figura 4.3 Función global de obtencion del Hidruro

A partir de esta aplicación se obtendrán en segundo nivel las funciones complementarias de los subprocesos del experimento (figura 4.4), que estan conformados por:

Molienda.- Representa uno de los pilares importantes en la cantidad de Hidrógeno almacenado y en la velocidad de reacción, que guarda una intima relación con el tamaño de part ícula como se mencionó en el capítulo 3. Finalmente se desglosan las funciones técnicas vinculadas a los subsistemas, llevándolo a cabo de manera descendente.

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Caraterización.- Este proceso especifica las caracter ísticas físicas, rangos de partícula y medidas promedio del polvo procesado, características que permiten evaluar relacion es de tamaño almacenaje y velocidad de reacción.

Sistema de vacío.- Este forma parte fundamental de la atmósfera inerte del experimento, su función es mantener la mínima cantidad de oxígeno en contacto con el Magnesio, para evitar la oxidación del polvo.

Reactor.- Lleva a cabo la formacion del compuesto y controla las variables temperatura y presion de equilibrio , para la formacion del compuesto.

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La molienda dentro del experimento , define la cantidad de horas que se procesa al Magnesio para la obtención especifica del tamaño de grano, el proceso incluye el uso de dispersantes , que permiten fluidez en el polvo y evitan la formación de aglomeraciones, este proceso se incluye en la funcion descendente del sistema como parte del experimento (figura 4.5), la funcion general de servicio que se propone y que se refiere al dispositivo reactor, especifica varios subsistemas, para lo cual se muestra la figura 4.6.

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Figura 4.6 Función descendente del sistem a nivel A4

La mayoria de dispositivos de nueva creaci ón, se constituyen a partir de variación o modificación de productos o máquinas ya existentes, lo que permite realizar dispositivos mejorados y no c ompletamente novedosos, para este caso, se aplica la morfologia o análisis morfológico, que permite llevar a cabo el estudio de la forma y las transformaciones o adaptaciones sugeridas para el dispositivo propuesto , un ejempo de esta idea se aplica en la tabla 4.10, que relaciona la funcion de cada punto a considerar en el desempeño del dispositivo, respecto a las posibles alternativas de diseño que cumplan con la exigencia y funcionamiento del equipo .

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Tabla 4.10 Matríz m orfológica de las funciones

FUNCIÓN ALTERNATIVAS

A B C

A

Material del

reactor Acero al carbón Acero inoxidable Austenítico Aluminio B Generación

de vacío Bomba de vacío de anillo liquido Bomba de vacío de paletas rotatorias

Bomba de Pistón rotatoria C Forma del

reactor Cuadrada Esférica cilíndrica D Suministro

de Hidrógeno Manual Automático semiautomático E Suministro

de Magnesio Manual Automático semiautomático F Suministro

de

Temperatura

Resistencia

eléctrica Intercambiadores de calor Quemador G controlador Control electromagnético Control electrónico Controlador lógico programable (PLC)

Derivado de la función descendente A4 de la figura 4.6 , que describe la necesidad de instrumentacion en el sistema, se propone el control especificado en la figura 4.7, que permite la manipulac ión de las variables presión y temperatura, que como se ha presentado anteriormente, se deben ajustar de acuerdo a la necesidad del experimento en base a los componentes de la aleación, así como los ingresos y salidas del gas en sus fases de adsorción y desorción, permitiendo así, también cumplir con los requisitos de seguridad y control del procedimiento.

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Figura 4.7 Instrum entación del sistem a nivel A4

La instrumentación y propósitos del control se muestan en el listado que viene a continuación:

1. PC 100 Controlador de presión de entrada de Hidrógeno al reactor 2. PVC 100 Válvula de control de presió n de entrada de Hidrógeno al

reactor

3. I/P 100 Transductor corriente-presión para convertir la señal elé ctrica de 4 a 20 mA a señal neumática 3-15 PSI

4. PT 100 Transmisor de presión de alimentación al reactor que mide la presión de Hidrógeno de alimentación

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5. TC 100-A Controlador de temperatura de reacción del sistema 6. PT 101 Transmisor de presión interna

7. TT 100-A Transmisor de temperatura interna 8. I/P 100 A Transductor de corriente de presió n

9. PCV 100-A Válvula de control de presió n de salida de Hidrógeno 10. Detector de temperatura de la resistencia

11. FC Regulador de corriente a la resistencia

12. FE Medidor magnético de flujo de corriente a la resistencia 13. I/P 102 Transductor de corriente

14. CCV 102 Válvula de control de corriente a la resistencia 15. M100 Arrancador del motor de la bomba de vacío del reactor

En la figura 4.8, se ejemplifica el d iagrama de control electromagnético derivado de la figura 4.7, el cual de fine en concepto, el funcionamiento del proceso esperado en los experimentos , manteniendo el control de las variables que permiten la manipulación del equilibrio de la reacción , las cuales se enlistan a continuación:

Presion de vacio de 500 mm.c.Hg (9.66 psi) Presion de ingreso del H2 de 85 bares (1232 psi)

Disminucion de presion de entrada de 85 a 15 bar (1232 a 217 psi) Temperatura de equilibrio de 300 °C

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Figura 4.8 Diagram a de control electrom agnético