Diseño Intercambiador De Calor Aire-Gas
Páginas: 6 (1252 palabras)
Publicado: 8 de julio de 2011
[pic][pic]DISEÑO DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR AIRE-GAS PARA CALENTAR EL AIRE DE COMBUSTION QUE ENTRA A LAS CALDERAS PIROTUBULARES
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
En el año 1980 la Industria Licorera de Caldas adquirió dos calderas piro-tubulares las cuales entraron a formar parte del sistema de generación de vapor que alimenta los procesos de destilación y fermentación de la empresa. Aunque laeficiencia de ambas calderas es alta, se quiere mejorar la eficiencia de las mismas recuperando el calor de desecho que se encuentra en los gases de escape que salen por la chimenea. Es por este motivo que se quiere realizar el diseño de un economizador para ver la viabilidad técnico-económica de instalar este aparato en ambas calderas.
JUSTIFICACIÓN
Es claro entender que algunas pérdidas decalor son inevitables y como consecuencia, la eficiencia de las calderas es siempre menor que 100%. Sin embargo algunas de éstas perdidas se pueden minimizar o eliminar, aplicando adecuadas técnicas de mantenimiento y operación.
Una de estas técnicas es la instalación de intercambiadores de calor en el proceso de generación de vapor para aprovechar las diferentes fuentes de calor que resultan deeste proceso. Ya que los intercambiadores de calor Aire-Gas son utilizados para calentar el aire que entra a la combustión aprovechando el calor existente en los gases de escape que salen en las calderas y que por cada 40°F (22°C) que se aumente la temperatura del aire se aumenta en un 1% la eficiencia de la caldera, es por esta razón que se quiere ver la viabilidad técnico-económica deinstalar este intercambiador en las calderas de la empresa.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
• Diseñar un intercambiador de calor Aire-Gas para calentar el aire de combustión que entra a las calderas pirotubulares.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Realizar el diseño térmico del intercambiador de calor Aire-Gas para calentar el aire de combustión que entra a las calderas pirotubulares.
•Realizar el diseño mecánico del intercambiador de calor Aire-Gas para calentar el aire de combustión que entra a las calderas pirotubulares.
MARCO REFERENCIAL
MARCO TEÓRICO
El proceso de intercambio de calor entre dos fluido que están a diferentes temperaturas y separado por una pared sólida, ocurre en muchas aplicaciones de ingeniería. El dispositivo que se utiliza para llevar a cabo esteproceso se denomina intercambiador de calor, y las aplicaciones específicas se pueden encontrar en calefacción de locales y acondicionamiento de aire, producción de potencia, recuperación de calor de desecho y algunos procesos químicos. Estos se clasifican de acuerdo con el arreglo de los tubos y el tipo de construcción, en este caso en particular se utilizará un intercambiador de calor tipoAire-gas para calentar el aire de combustión.
Los calentadores de aire son utilizados en las plantas de generación de vapor para calentar el aire de la combustión y mejorar el proceso, utilizando los gases de combustión. Los intercambiadores de calor de aire-gas sirven como trampa de calor para recoger y reutilizar los residuos de calor que quedan de la combustión.
Estos intercambiadores tambiénpueden funcionar con vapor de extracción u otra fuente de energía dependiendo de la aplicación.
Este tipo de intercambiadores son colocados generalmente sobre la caldera, donde reciben todo el calor de los gases de combustión.
[pic]
Opciones de instalación.
Existen dos tipos de calentadores de aire: el tipo recuperativo y el tipo regenerativo.
Para nuestro caso, el calentador de airees de tipo recuperativo, este intercambiador esta compuesto por un haz de tubos expandido en una lamina plana de base perforada y encerrado en una caja hermética. Los gases fluyen en un solo paso por el interior de los tubos y el aire fluye en contracorriente cruzando los tubos por su parte exterior, para absorber el calor por convección.
Diferentes arreglos tubulares en un intercambiador...
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
En el año 1980 la Industria Licorera de Caldas adquirió dos calderas piro-tubulares las cuales entraron a formar parte del sistema de generación de vapor que alimenta los procesos de destilación y fermentación de la empresa. Aunque laeficiencia de ambas calderas es alta, se quiere mejorar la eficiencia de las mismas recuperando el calor de desecho que se encuentra en los gases de escape que salen por la chimenea. Es por este motivo que se quiere realizar el diseño de un economizador para ver la viabilidad técnico-económica de instalar este aparato en ambas calderas.
JUSTIFICACIÓN
Es claro entender que algunas pérdidas decalor son inevitables y como consecuencia, la eficiencia de las calderas es siempre menor que 100%. Sin embargo algunas de éstas perdidas se pueden minimizar o eliminar, aplicando adecuadas técnicas de mantenimiento y operación.
Una de estas técnicas es la instalación de intercambiadores de calor en el proceso de generación de vapor para aprovechar las diferentes fuentes de calor que resultan deeste proceso. Ya que los intercambiadores de calor Aire-Gas son utilizados para calentar el aire que entra a la combustión aprovechando el calor existente en los gases de escape que salen en las calderas y que por cada 40°F (22°C) que se aumente la temperatura del aire se aumenta en un 1% la eficiencia de la caldera, es por esta razón que se quiere ver la viabilidad técnico-económica deinstalar este intercambiador en las calderas de la empresa.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
• Diseñar un intercambiador de calor Aire-Gas para calentar el aire de combustión que entra a las calderas pirotubulares.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Realizar el diseño térmico del intercambiador de calor Aire-Gas para calentar el aire de combustión que entra a las calderas pirotubulares.
•Realizar el diseño mecánico del intercambiador de calor Aire-Gas para calentar el aire de combustión que entra a las calderas pirotubulares.
MARCO REFERENCIAL
MARCO TEÓRICO
El proceso de intercambio de calor entre dos fluido que están a diferentes temperaturas y separado por una pared sólida, ocurre en muchas aplicaciones de ingeniería. El dispositivo que se utiliza para llevar a cabo esteproceso se denomina intercambiador de calor, y las aplicaciones específicas se pueden encontrar en calefacción de locales y acondicionamiento de aire, producción de potencia, recuperación de calor de desecho y algunos procesos químicos. Estos se clasifican de acuerdo con el arreglo de los tubos y el tipo de construcción, en este caso en particular se utilizará un intercambiador de calor tipoAire-gas para calentar el aire de combustión.
Los calentadores de aire son utilizados en las plantas de generación de vapor para calentar el aire de la combustión y mejorar el proceso, utilizando los gases de combustión. Los intercambiadores de calor de aire-gas sirven como trampa de calor para recoger y reutilizar los residuos de calor que quedan de la combustión.
Estos intercambiadores tambiénpueden funcionar con vapor de extracción u otra fuente de energía dependiendo de la aplicación.
Este tipo de intercambiadores son colocados generalmente sobre la caldera, donde reciben todo el calor de los gases de combustión.
[pic]
Opciones de instalación.
Existen dos tipos de calentadores de aire: el tipo recuperativo y el tipo regenerativo.
Para nuestro caso, el calentador de airees de tipo recuperativo, este intercambiador esta compuesto por un haz de tubos expandido en una lamina plana de base perforada y encerrado en una caja hermética. Los gases fluyen en un solo paso por el interior de los tubos y el aire fluye en contracorriente cruzando los tubos por su parte exterior, para absorber el calor por convección.
Diferentes arreglos tubulares en un intercambiador...
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