Practica condensadores

PRÁCTICA #5: CONDENSADORES

Arturo Neissen Manzano Martínez, Paulina Chong Díaz, Yulia Elizabeth Debray Tamayo, Juventino Hernández Alvarez, Karen Edith Facundo Moreno, Arturo García Reyna
Laboratorio de Operaciones Unitarias II, Universidad Autónoma de Nuevo León – Facultad de Ciencias Químicas, Monterrey, México

Resumen
El presente trabajo muestra el análisis térmico del condensador deuna torre de destilación, que se encuentra en el Laboratorio de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León, durante su operación como sistema estable. Se llevó a cabo la separación de una mezcla de Metanol y Agua por medio de una destilación binaria, en donde se obtiene una mezcla rica en el componente más volátil (metanol), utilizando uncondensador de serpentín, con agua como líquido enfriador.

Introducción
Los condensadores son intercambiadores de calor, aparatos que facilitan la transferencia de calor entre dos fluidos que se encuentran a temperaturas diferentes y evitan que al mismo tiempo se mezclen entre sí.
En la práctica, los intercambiadores de calor son de uso común en una amplia variedad de aplicaciones, desde lossistemas domésticos de calefacción y acondicionamiento del aire, hasta los procesos químicos y la producción de energía en las plantas a gran escala.
El tipo más conocido de intercambiador de calor consta de dos tubos concéntricos de diámetros diferentes, llamado intercambiador de calor de tubo doble.
En un intercambiador de calor de este tipo, uno de los fluidos pasa por el tubo más pequeño, mientrasque el otro lo hace por el espacio anular entre los dos tubos. Pueden operar a contracorriente o con flujo paralelo.
En este caso en el laboratorio, el condensador funcionaba a contracorriente, donde los fluidos entran en el intercambiador por los extremos opuestos y fluyen en direcciones opuestas.
El proceso de condensación es un cambio de fase de una sustancia del estado gaseoso al estadolíquido, cuando la temperatura de un vapor se reduce por debajo de su temperatura de saturación. Esto suele llevarse a cabo cuando el vapor entra en contacto con una superficie sólida cuya temperatura está por debajo de la de saturación. Este cambio de fase involucra una cantidad de energía llamada "calor latente".
El paso de gas a líquido depende, entre otros factores, de la presión y de latemperatura.

Objetivo
Estudiar la eficiencia de un condensador en una torre de destilación, y obtener el calor que se transfiere de la solución al agua, realizando un balance de energía.

Experimentación
El estudio se llevó a cabo utilizando un equipo de destilación de laboratorio, cuya columna carecía de empaques o platos de cualquier tipo.
Se comenzó con la identificación de las partes delequipo, el cual cuenta con un rehervidor donde se encuentra la mezcla inicial, la columna, un codo con aislamiento térmico, el condensador de serpentín o tubo doble, un rotámetro para calcular el flujo volumétrico de agua que entra al condensador, el recolector de destilado, y el panel de control.
La mezcla utilizada para el análisis contenía Metanol y Agua a composición desconocida, la cual sedepositó en el rehervidor para tenerlo a un contenido aproximado del 75% de su capacidad, y posteriormente se tomó una muestra para ser analizada.
Se verificó que las válvulas de entrada de flujo de agua al condensador estuvieran abiertas, para proceder a encender las bombas. El flujo se ajustó con el rotámetro a una velocidad de 1.05 GPM.
En el panel de control, se encendió la alimentación delrehervidor, se ajustó a 5 Amperes y se verificó el Voltaje, que indicaba 250 Volts.
Fue registrada la hora de inicio, y se estableció como tiempo cero. Se realizaron lecturas periódicas de los termopares de interés, en intervalos de aproximadamente 10 minutos, mientras se esperaba el cambio de sistema en transición a sistema estable.

Termopar | Ubicación |
1 | Rehervidor |
6 | Domo |...