Practica De Laboratorio Intercambiador De Doble Tubo
Páginas: 6 (1255 palabras)
Publicado: 17 de febrero de 2013
Índice
Objetivo 3
Teoría y Desarrollo Matemático 3
Material y Equipo 5
Procedimiento 6
Datos Experimentales 7
Resultados y Gráficas 8
Discusión de Resultados 8
Comentarios 8
Bibliografía 9
Apéndice 10
Distribución de actividades 12
Objetivo:
Determinación experimental del coeficiente global medio de transmisión de calor (U) en un cambiadorde calor de tubos concéntricos.
Teoría y Desarrollo Matemático:
Intercambiadores de doble tubo
Anteriormente se han mostrado aparatos de tubos concéntricos para las derivaciones relacionadas con la transferencia de calor. La imagen industrial de este aparato es el intercambiador de doble tubo, que se muestra en la Fig. 1.
Las partes principales son dos juegos de tubosconcéntricos, dos T conectoras, un cabezal de retorno y un codo en U. La tubería interior se soporta en la exterior mediante estoperos y el fluido entra al tubo interior a través de una conexión roscada localizada en la parte externa del intercambiador. Las tres tienen boquillas o conexiones roscadas que permiten la entrada y salida del fluido del anulo que cruza de una sección a otra a través del cabezal deretorno. La tubería interior se conecta mediante una conexión en U que está generalmente expuesta y que no proporciona superficie de transferencia de calor. Cuando se arregla en dos pasos, como en la Fig. 1, la unidad se llama horquilla.
El intercambiador de doble tubo es extremadamente útil, ya que se puede ensamblar en cualquier taller de plomería a partir de partes estándar, proporcionandosuperficies de transferencia de calor a bajo costo.
Figura 1. Esquema de un Intercambiador de calor de doble tubo.
Los intercambiadores de doble tubo generalmente se ensamblan en longitudes efectivas de 12, 15 o 20 pies, la longitud efectiva es la distancia en cada rama sobre la que ocurre transferencia de calor y excluye la prolongación del tubo interior después de la sección deintercambio.
Cuando las horquillas se emplean en longitudes mayores de 20 pies correspondientes a 40 pies lineales efectivas o más de doble tubo, el tubo interior se vence tocando el tubo exterior, por lo que hay una mala distribución del fluido en el ánulo.
La principal desventaja en el uso de los intercambiadores de doble tubo es la pequeña superficie de transferencia de calor contenida enuna horquilla simple. Cuando se usa con equipo de destilación en un proceso industrial, se requiere gran número de ellos. Esto requiere considerable espacio, y cada intercambiador de doble tubo introduce no menos de 14 puntos en donde pueden ocurrir fugas.
El tiempo y gastos requeridos para desmantelarlos y hacerles limpieza periódica son prohibitivos comparados con otros tipos de equipo. Sinembargo, los intercambiadores de doble tubo encuentran su mayor uso en donde la superficie total de transferencia requerida es pequeña, 100 a 200 ft2ó menos.
Para el cálculo del coeficiente de transferencia de calor en estos dispositivos se utiliza una combinación de las ecuaciones:
Q=wCPTb2-Tb1 y Q=AhT0-Tb1-T0-Tb2lnT0-Tb1T0-Tb2
Posteriormente se despeja el coeficiente h paratener:
h= wCpTb2-Tb1AT01-Tb1-T02-Tb2lnT01-Tb1T02-Tb2
Material y Equipo:
El equipo de intercambio de calor empleado en esta práctica es un cambiador de placas que consta de los siguientes elementos:
* Depósito de agua (en el interior del equipo)
* Sondas de temperatura
* Válvula de llenado/vaciado
* Resistencias de calentamiento
* Entrada de agua fría
* Salidas deagua fría
* Intercambiador
* Bombas de alimentación
* Válvulas de regulación de caudal
* Medidores de caudal
* Válvulas de selección de flujos paralelos o flujos en contracorriente
* Interruptor general
* Controlador de temperatura del depósito de agua caliente
* Medidores de temperatura en diversos puntos
* Cuadro de mando y protecciones eléctricas
*...
Objetivo 3
Teoría y Desarrollo Matemático 3
Material y Equipo 5
Procedimiento 6
Datos Experimentales 7
Resultados y Gráficas 8
Discusión de Resultados 8
Comentarios 8
Bibliografía 9
Apéndice 10
Distribución de actividades 12
Objetivo:
Determinación experimental del coeficiente global medio de transmisión de calor (U) en un cambiadorde calor de tubos concéntricos.
Teoría y Desarrollo Matemático:
Intercambiadores de doble tubo
Anteriormente se han mostrado aparatos de tubos concéntricos para las derivaciones relacionadas con la transferencia de calor. La imagen industrial de este aparato es el intercambiador de doble tubo, que se muestra en la Fig. 1.
Las partes principales son dos juegos de tubosconcéntricos, dos T conectoras, un cabezal de retorno y un codo en U. La tubería interior se soporta en la exterior mediante estoperos y el fluido entra al tubo interior a través de una conexión roscada localizada en la parte externa del intercambiador. Las tres tienen boquillas o conexiones roscadas que permiten la entrada y salida del fluido del anulo que cruza de una sección a otra a través del cabezal deretorno. La tubería interior se conecta mediante una conexión en U que está generalmente expuesta y que no proporciona superficie de transferencia de calor. Cuando se arregla en dos pasos, como en la Fig. 1, la unidad se llama horquilla.
El intercambiador de doble tubo es extremadamente útil, ya que se puede ensamblar en cualquier taller de plomería a partir de partes estándar, proporcionandosuperficies de transferencia de calor a bajo costo.
Figura 1. Esquema de un Intercambiador de calor de doble tubo.
Los intercambiadores de doble tubo generalmente se ensamblan en longitudes efectivas de 12, 15 o 20 pies, la longitud efectiva es la distancia en cada rama sobre la que ocurre transferencia de calor y excluye la prolongación del tubo interior después de la sección deintercambio.
Cuando las horquillas se emplean en longitudes mayores de 20 pies correspondientes a 40 pies lineales efectivas o más de doble tubo, el tubo interior se vence tocando el tubo exterior, por lo que hay una mala distribución del fluido en el ánulo.
La principal desventaja en el uso de los intercambiadores de doble tubo es la pequeña superficie de transferencia de calor contenida enuna horquilla simple. Cuando se usa con equipo de destilación en un proceso industrial, se requiere gran número de ellos. Esto requiere considerable espacio, y cada intercambiador de doble tubo introduce no menos de 14 puntos en donde pueden ocurrir fugas.
El tiempo y gastos requeridos para desmantelarlos y hacerles limpieza periódica son prohibitivos comparados con otros tipos de equipo. Sinembargo, los intercambiadores de doble tubo encuentran su mayor uso en donde la superficie total de transferencia requerida es pequeña, 100 a 200 ft2ó menos.
Para el cálculo del coeficiente de transferencia de calor en estos dispositivos se utiliza una combinación de las ecuaciones:
Q=wCPTb2-Tb1 y Q=AhT0-Tb1-T0-Tb2lnT0-Tb1T0-Tb2
Posteriormente se despeja el coeficiente h paratener:
h= wCpTb2-Tb1AT01-Tb1-T02-Tb2lnT01-Tb1T02-Tb2
Material y Equipo:
El equipo de intercambio de calor empleado en esta práctica es un cambiador de placas que consta de los siguientes elementos:
* Depósito de agua (en el interior del equipo)
* Sondas de temperatura
* Válvula de llenado/vaciado
* Resistencias de calentamiento
* Entrada de agua fría
* Salidas deagua fría
* Intercambiador
* Bombas de alimentación
* Válvulas de regulación de caudal
* Medidores de caudal
* Válvulas de selección de flujos paralelos o flujos en contracorriente
* Interruptor general
* Controlador de temperatura del depósito de agua caliente
* Medidores de temperatura en diversos puntos
* Cuadro de mando y protecciones eléctricas
*...
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