condensador

“DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA CALDERA DE PASO CONTINUO DE BAJA PRESION
Y DETERMINACION DEL COEFICIENTE CONVECTIVO DE TRANSFERENCIA DE CALOR
PARA LA ZONA DE EBULLICION DE FORMA EXPERIMENTAL"

DANIEL ALEXANDER FLOREZ ORREGO

TRABAJO DIRIGIDO DE GRADO COMO REQUISITO PARA OPTAR POR EL
TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO

Orientador:
Héctor Iván Velásquez Arredondo
Ingeniero Mecánico, MSc., Ph.D.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
ESCUELA DE MECATRÓNICA
FACULTAD DE MINAS
MEDELLÍN
2011

1

A mi familia.

Desconozco si Dios existe, pero sería mejor para su
reputación que no existiera.
Jules Renard
Si los hombres se limitaran a hablar solamente de lo
que entienden, apenas hablarían.
Arturo Graff
La única medicina contra el sufrimiento, la
delincuencia, y todos los demásmales de la
humanidad, es la sabiduría.
Thomas Huxley
Junto a estar en lo cierto, en este mundo, lo mejor
es ser claro y estar definitivamente equivocado.
Thomas Huxley

2

Agradecimientos

A familia por enseñarme la creatividad, el compromiso y la perseverancia en las cosas que
siempre emprendo.
A Héctor Iván Velásquez por su asesoramiento a lo largo del desarrollo de este trabajo.
AlLaboratorio de Maquinas térmicas de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín,
señores Álvaro José Domínguez y José Franco, por sus observaciones y su excelente apoyo
para el desarrollo del proyecto.
Al Laboratorio de Soldadura de la Universidad Nacional de Colombia, señor Oscar Mejía por
sus servicios prestados en la fabricación del prototipo.
A la señora Cristina Escobar,Asistente de la Escuela de Química y Petróleos por su excelente
gestión en la compra de los bienes del proyecto.
A la Dirección de Investigación y Extensión de la Sede Medellín -DIME- por la financiación del
proyecto y la comprensión y apoyo con los inconvenientes ocurridos durante el desarrollo del
mismo.

3

Contenido
1.

INTRODUCCIÓN...........................................................................................................13

2.

MARCO TEÓRICO .........................................................................................................15
2.1. Consideraciones generales de la generación de vapor..................................................15
2.1.1. Estados de líquido subenfriado y vapor sobrecalentado………………………..……..15
2.1.2. Estado de mezclaliquido-vapor. Proceso de Ebullición………………………….……16
2.2. Generadores de vapor de paso continuo .......................................................................22
2.3. Consideraciones generales acerca de los tubos curvos ................................................24
2.3.1. Aplicaciones industriales de las configuraciones de tubos curvos……………………25
2.3.2. Ventajas de los tubos curvosfrente a los tubos rectos en el proceso de transferencia
de calor…………………………………………………………………………………………..…26
2.3.3. Ecuaciones gobernantes para el flujo en tubos curvos. Numero de Dean…………..28
2.4. Cartas para el cálculo de la transferencia de calor por radiación de gases de
combustión...........................................................................................................................28
2.5. Correlaciones experimentales para el cálculo de la transferencia de calor por convección
forzada de gases de combustión ..........................................................................................32
2.6. Radiación de partículas emisivas...................................................................................33
2.7. Correlaciones experimentales para elcálculo de la transferencia de calor al interior del
serpentín. .............................................................................................................................33
2.7.1. Correlaciones para el cálculo de la transferencia de calor por ebullición en tubos
rectos por ebullición nucleada, de estanque o en masa………………………………………34
2.7.2. Correlaciones para el cálculo de la...