recuperacion de los gases de escape de un horno de galvanizado

UNIVERSIDAD DEL NORTE
DIVISION DE INGENIERIAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA
DISEÑO DE SISTEMAS TERMOFLUIDOS

RECUPERACION DE CALOR DE LOS GASES DE ESCAPE DE UN HORNO



BARRANQUILLA, ATLANTICO, 9 NOVIEMBRE 2012

Tabla de contenido

1. INTRODUCCION ...............................................................................................................................5
2. ESPECIFICACIONES GENERALES ...................................................................................................... 6
3. ELEMENTOS BÁSICOS DEL SISTEMA ............................................................................................... 6
4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................................................................. 8
5. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................. 8
5.1 Ciclo Rankine simple ............................................................................................................. 8
5.2 Ciclo Rankine orgánico (ORC)............................................................................................ 9
6. MODELO DE DESARROLLO ............................................................................................................ 11
7. ALTERNATIVAS DE SOLUCION ....................................................................................................... 11
7.1 INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBOS Y CORAZA ........................................... 11
7.2INTERCAMBIADOR DE CALOR REGENERATIVO DE MATRIZ ROTATORIA ...... 12
7.3 INTERCAMBIADOR DE CALOR COMPACTO DE FLUJO CRUZADO ..................... 13
8. DISEÑO DEL LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR ....................................................................... 14
8.1 PARAMETROS ESTABLECIDOS PARA EL ORC......................................................... 15
8.1.1 Selección del fluido detrabajo.................................................................................... 15
8.1.2 Temperaturas y presiones de alta y de baja del ciclo ............................................. 15
8.1.3 Análisis energético y exergético de los intercambiadores de calor ...................... 16
8.1.4Modelación del ORC..................................................................................................... 19
8.2 SELECCIÓN DE MATERIAL DE LOS IC ........................................................................ 20
8.3 DISEÑO EN DETALLE DE LOS IC .................................................................................. 22
8.3.1 Análisis de transferencia de calor .................................................................................. 238.3.2 Dimensionamiento del intercambiador de calor........................................................... 28
9. PARAMETROS DE SELECCIÓN DEL SISTEMA BOMBA-TUBERIAS ................................................... 29
10. SELECCIÓN DEL MATERIAL DE LA TUBERÍA ................................................................................. 30
11. DIMENSIONAMIENTO Y CAIDA DE PRESION A TRAVESDEL SISTEMA DE TUBERIAS .................. 30
DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERIAS........................................................................................... 39
13. ENERGÍA RECUPERADA ............................................................................................................... 46
CONCLUSIONES................................................................................................................................. 47
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 48
2

Listado de Ilustraciones
Ilustración 1 Elementos básicos del ciclo (ORC)......................................................................... 7
Ilustración 2. Esquema del ORC [4]...