Laboratorio De Fluidos, Sólidos Y Calor

LABORATORIO DE FLUIDOS, SÓLIDOS Y CALOR Pre Informe Práctica: CONVECCION LIBRE Y FORZADA
Fecha de Entrega: (23 – 05 – 2012)

Integrantes Subgrupo: __A__

Nombre: Oscar Daniel González Rodríguez Código: 244863
Andrés Saín Morales Bustos 244812
Lizeth Peña Molina 244792
Sergio Esteban Prieto Romaña 244810
Sergio Andrés Quecán Díaz244739
Oscar Mauricio Pulgarin López

OBJETIVOS:
* Evaluación de los coeficientes de película experimentales para el flujo interno / externo de la tubería.
* Convección libre (en función del número de Grashoff)
* Convección forzada (en función del número de Grashoff)
* Calculo de los coeficientes de película internos / externos utilizando correlaciones de la literatura.* Convección libre (en función del número de Grashoff)
* Convección forzada (en función del número de Grashoff)
* Evaluar y analizar el efecto de la variación de caudal del fluido frio sobre los coeficientes de película internos / externos
* Analizar el efecto de la variación del caudal del fluido frio sobre la admisión del vapor.
* Analizar el efecto de la variación delcaudal de vapor sobre el fenómeno de convección del fluido frio.
* Calculo de las perdidas hacia el medio (especificando el mecanismo de las mismas).
* Desarrollar una expresión del tipo Nu = f (Gr, Pr) con los datos experimentales y comparar con las expresiones propuestas en la literatura.

CALCULOS Y RESULTADOS
DATOS DEL EQUIPO. |   |   |
Dinterior cámara del tubo Di (m) | 0,127 |Dexterior tubo de cobre De (m) | 0,0149 |
Longitud Tubo L: (m) |   | 0,64 |
Área sec. Transv. Exterior Ae (m2) | 0,01249 |
Area sec. Transv. Interior Ai (m2) | 0,0001738 |
Área interna transf. De calor Ai (m2) | 0,0299 |
Área externa transf. De calor Ae (m2) | 0,255 |
Tabla 1. Datos del equipo
MUESTRA DE CÁLCULO
* Calor recibido por el agua:
Q=mc Cp∆T
Para calcular laspropiedades del agua se calcula la temperatura media Tm:
Tm=T3+T12=73,5+19,22=46,35 °C=319,5 K
mc=9,31*10-6 m3s*989,80kgm3=9,22*10-3 Kgs

Q=9,22*10-3Kgs*4,180KjkgK*346,55-292,35K
Qc=2,091 KW
* Calor cedido por el vapor
Qh=mcondλ+CpTv-Ts

Ts=T2+T42=94,3+922=93.15

Tph=Tv+Ts2=93.3+93.152=93.22

Cp= 4,208 KJ/kgK a la Tph (Temperatura promedio de película)
λ= 2665.03 KJ/ kg a latemperatura del vapor
Entonces:
Qh=0.00027Kgs*2665.03KJKg+4.208KJKgK(93.3-93.15)K

Qh=0.71 KW

* Calculo del coeficiente de transferencia de calor

hc,exp=QcA*Ts-Tm=2,091 KW0,0299m2*93,15-46,35°C
hc,exp=1,49 KWm2°C

hh,exp=QhA*Ts-Tm=0.71 KW0,0299m2*93,3-64°C
hh,exp=0,81 KWm2°C

* Para el cálculo del número de Grasshof se tiene:

G=gβ(Ts-T∞)L3v2=9,81ms2716,41K93,15-89,175K(0,127)3m30,082m4s2
G=8941,14
* Cálculo del número de Reynolds:
Rec=4mcπDiμ=4(9,22*10-3Kgs)π0,014875m(0,000304Kgm∙s)
Rec=2596,03
Reh=4mcπDiμ=4(0,00027Kgs)π0,127m(0,000304Kgm∙s)
Reh=8,904
* Cálculo del número de Nusselt:

Nuc,exp=hc,exp∙Dik=1,490 KWm2K(0,014875m)0,000675KWm∙K
Nuc,exp=32,84

Nuh,exp=hh,exp∙Dik=0,810 KWm2K(0,127m)0,000675KWm∙K
Nuh,exp=152,4



| LIBRE |
| 1 | 2 | 3| 4 |
P. Cámara de vapor (pulgH2O) | 2 | 4,57 | 2,85 | 2 |
P de vapor (psig) | 14 | 14 | 14 | 14 |
T vapor (°F) | 200 | 200 | 200 | 200 |
T1 entrada frio(°C) | 19,2 | 19,7 | 21,1 | 20,6 |
T2 de pared entrada (°C) | 94,3 | 94,9 | 94,7 | 94,6 |
T3 salida frio(°C) | 73,5 | 72,7 | 72,8 | 72,7 |
T4 de pared salida(°C) | 92 | 92,4 | 91,4 | 92,1 |
Flujo de agua (mL/s) | 9,311 | 9,425 |9,315 | 9,472 |
T del condensado | 64 | 61,7 | 68 | 66,1 |
Flujo de condensado (mL/s) | 0,750 | 0,775 | 0,791 | 0,764 |
P barométrica (mmHg) | 560 | 560 | 560 | 560 |
T laboratorio (°C) | 16 | 16 | 16 | 16 |
Tabla 2. Datos obtenidos para convección libre
| | FORZADA |
| ENSAYO | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
Vertedero (pulg) | 1,5 | 1 | 0,5 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
P....