Guia laboratorio tubo y coraza

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UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO
FACULTAD DE INGENIERIA
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS
TRANSFERENCIA DE CALOR

EXPERENCIA: INTERCAMBIADOR DE CORAZA Y TUBOS 1-2

1. INTRODUCCION

El equipo de transferencia de calor se define por las funciones que desempeña en un proceso (intercambiadores, calentadores, enfriadores, condensadores, hervidores y evaporadores). Un intercambiador de calor sepuede describir de un modo muy elemental como un equipo en el que dos corrientes a distintas temperaturas fluyen sin mezclarse con el objeto de enfriar una de ellas o calentar la otra o ambas cosas a la vez.

Los intercambiadores de calor se pueden clasificar en muchas formas diferentes. Una forma consiste en basar la clasificación en las direcciones relativas del flujo de los fluidos calientes yfrio en: paralelos, contracorriente y cruzados. Otra manera de clasificar los intercambiadores de calor, es mediante la estructura y uso de los mismos.

En general, el intercambiador coraza (carcasa) y tubo, consiste en una serie de tubos lineales colocados dentro de un tubo muy grande llamado coraza (como se aprecia en el esquema) y representan la alternativa a la necesidad de una grantransferencia de calor.

Una de las primeras tareas en el análisis térmico de un intercambiador de calor de carcasa y tubos consiste en evaluar el coeficiente global de transmisión de calor entre las dos corrientes fluidas. En el caso de éste intercambiador, el coeficiente global de transmisión de calor se basa en la superficie exterior de los tubos. El equipo experimental del laboratorio es unintercambiador de coraza y tubos horizontales, con un paso por la coraza y dos por los tubos, donde los fluidos de trabajo son agua y vapor; el vapor fluye por la coraza y el agua por los tubos.

2. OBJETIVOS

- Estudiar el comportamiento de un Intercambiador de Calor de Carcasa y Tubos.

- Operar el Intercambiador dentro de diferentes regímenes de flujo del fluido frío (agua) y presiones devapor, y estudiar sus consecuencias sobre la transferencia de calor.

- Determinar experimentalmente el coeficiente global de transmisión de calor U, ∆Tml o DMLT, FT, eficiencia, y pérdidas de carga del Intercambiador.

3. APLICACIÓN INDUSTRIAL

Son diversos los usos que se le pueden acreditar a cada uno de los tipos de intercambiadores existentes, pero en general, los intercambiadores sonusados para recuperar calor entre dos corrientes en un proceso. Quizá el tipo más común de intercambiador de calor en las aplicaciones industriales sea el de casco y tubos. Éstos constituyen la parte más importantes de los equipos de transferencia de calor sin combustión en las plantas de procesos químicos.

El intercambiador de coraza y tubos se usa mas frecuentemente para líquidos, para altaspresiones y cuando en la industria se requieren superficies grandes de transferencia de calor.

4. EQUIPO

4.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

4.1.1 DESCRIPCIÓN FISICA

La unidad es un intercambiador orientado horizontalmente tipo tubo y coraza 1-2, en el cual el fluido de la coraza fluye en un paso por la coraza y el fluido de los tubos en dos pasos. La coraza es de acero al carbono con undiámetro nominal de 6 pulgadas Schedule 40 y una longitud de 2.462 ft; en sus extremos tiene soldadas dos bridas y dos toberas verticales y en sentido opuesto. En este equipo se emplean dos cabezales para hermetizarlo. Un carrete con dos toberas opuestas y una división para permitir la entrada y salida del fluido de los tubos por él mismo. En el extremo opuesto del intercambiador está colocado unbonete para permitir que el fluido de los tubos pase del primero al segundo paso. Los dos cabezales tienen soldadas bridas iguales que las de la coraza en sus extremos.

En el interior de la coraza se introduce el haz de tubos desmontable conformado por 18 tubos de cobre con diámetros exterior e interior de 0.375 y 0.25 pulgadas sucesivamente y una longitud de 2.642 ft, los cuales se encuentran...
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