Diseño de un termotanque

Diseño de un Termotanque
Diseñar un termotanque (dar dimensiones internas y externas, materiales, aislante, etc) con forma de paralelepípedo, con capacidad para 80 lts. El termotanque debe manteneragua a 76 ºC y las temperaturas no deben variar más de 5ºC por cada hora.
Si su termostato enciende el quemador cuando la temperatura llega a los 42 ºC ¿Cuántas veces se encenderá solo, en promedio,un día de verano aunque no se use agua caliente?

Dimensiones


Volumen = 32 cm x 25cm x 100 cm = 80.000 cm3 =80 lts


80.000 cm3 de agua = 80.000 gr de aguaUtilizare una chapa de 0,5 mm de espesor y como aislante lana de vidrio de 5 mm de espesor.







Calculamos las calorías necesarias por unidad de tiempo que se necesita para bajar80.000 gr de agua 5 ºC (como situación límite)
80.000 gr x (1 cal)/(gr ºC) x 5 º C=40.000 cal
(40.000 cal)/(3600 seg)=111,11 cal/seg

Calculamos la suma de de las formas de conducción yconvección, éstas son: convección interior (del agua), conducción (chapa), conducción (lana de vidrio), conducción (chapa) y convección exterior (del aire).

H/(h conv x A)+(H x e)/(k ch x A)+(H x e)/(klv x A)+(H x e)/(k ch x A)+H/(h conv x A)=|Tf-Ti|

Hx ( 1/(h conv x A)+( e)/(k ch x A)+( e)/(k lv x A)+( e)/(k ch x A)+1/(h conv x A))=|Tf-Ti|

Datos:
Tf = 25 ºC Ti = 76 ºC | Tf- Ti | = |25ºC – 76ºC | = 51 ºC
Espesores:
e ch = 0,5 mm = 0,05 cm
e lv = 5 mm = 0,5 cm
Constantes de conducción:
K ch = 0,12 cal / seg. cm ºC
K lv = 9 x 10-5 cal / seg. cm ºC
Constantes de convección:
hconv (aire) = 3,582 x 10-4 cal / seg. cm2 ºC
h conv (agua) = 1,194 x 10-3 cal / seg. cm2 ºC
Áreas:
Para el cálculo de áreas se consideran los 4 laterales, la tapa y el piso.
Chapa interna: A...