Balance de un Intercambiador de Calor

Balance de un Intercambiador de Calor





BALANCE DE ENERGÍA EN RÉGIMEN ESTACIONARIO
(Intercambiador de Calor)

















I. RESUMEN
En esta práctica realizada el pasado Lunes 24 de junio el objetivo era llegar a un balance de energía en un intercambiador de calor, que estaba operando de manera estacionaria con dos corrientes, una de agua fría y una de aguacaliente; Se llegó a este objetivo primero logrando las corrientes que la maestra indicaba y al ya tenerlas lo más cercano posible se utilizaron los conocimientos que se obtenidos en el trabajo pre-laboratorio para poder calcular los valores de calor ganado y calor perdido durante esa corrida. A continuación se mostrarán los resultados obtenidos de manera más desarrollada.


II. Introducción
Parapoder llegar a cumplir el objetivo que es comprobar que el calor que se pierde en la corriente caliente sea igual al ganado en la corriente de agua fría se usaron las ecuaciones que se muestran a continuación y una breve explicación de su origen.
El proceso que se realizo a cabo es un sistema estacionario donde no se presenta acumulación y el agua no cambio de fase simplemente el valor de sutemperatura fue cambiando, a este proceso según la ley de la conservación de la energía se calcula con la siguiente ecuación:
[Entrada] = [Salida]
Como en este proceso no hay cambios de fases en el agua el flujo de calor es el cambio de energía interna:

U= Cp (Tfinal – Tinicial)

U = cambio de energía interna
m= masa
Cp= calor especifico

Para realizar el balance del intercambiador decalor donde el calor que se pierde en la corriente caliente es igual al calor que se gana en la corriente fría, cambiamos la ecuación a la siguiente:

[ Cp T]ganado = - [ Cp T]perdido

Con las ecuaciones mostradas podremos resolver los balances de energías requeridos para este proceso de un intercambiador de calor.


III. PROCEDIMIENTO
En esta práctica se trabajo sobre un sistema deintercambio de calor, el cual estaba armado por una entrada de agua caliente em un tubo de bronce, que circulaba de manera paralela pero en dirección contraria a una entrada de agua fria que circulaba alrededor del tubo.
Se realizaron tres mediciones, una con los flujos de entrada de las dos corrientes lo más “iguales” que se logro (existe cierto porcentaje minimo de error) y las otras dos corridas conun flujo de agua fria menor al del agua caliente.
Para lograr obtener el flujo volumentrico fue necesaria la ayuda de un cronómetro y una probeta. Una vez ajustado el flujo, con ayuda de 4 termómetros, se tomaron las diferentes temperaturas de: Entrada agua fria, Entrada agua caliente, Salida agua fria y salida agua caliente.
Los flujos volumétricos que se buscaron fueron:
Agua fría 1L/sAgua caliente 1 L/s

Agua fría 500 L/s
Agua caliente 1 L/s

Agua fría 750 L/s
Agua caliente 1L/s

IV. RESULTADOS A REPORTAR:

El área de transferencia de calor lo podemos sacar con la fórmula del cilindro= 2πrh
r=radio
h=altura

prueba
linea
Te (°C)
Ts (°C)
ΔT(°C)
Vaforo (ml)
t aforo(s)
flujo V (ml/s)
ρ(g/l)









1
fria
24
30
6
500
29.82
16.767270290.99571

caliente
56
50
6
500
29.95
16.69449082
0.98802
2
fria
25
35
10
500
58
8.620689655
0.99408

caliente
63
57
6
500
29.95
16.69449082
0.98466
3
fria
25
33
8
500
40.13
12.4595066
0.99476

caliente
63
57
6
500
29.95
16.69449082
0.98466
Flujo másico(g/s)
Flujo calor
Error(%)

(J/s)

0.016695339
0.419320127
-1.217666602

0.016494491-0.414275631

0.008569655
0.358725766
13.11343579

0.016438397
-0.412866787

0.012394219
0.415057599
-0.53063411

0.016438397
-0.412866787

tabla1. recopilación de los datos obtenidos durante la práctica( temperaturas, volumen, flujos).


Los balances de calor en el intercambiador los obtuvimos gracias al concepto de la ley de la conservación de la materia la cual indica que la energía...