Plantilla Practica

8/11/2019 Plantilla Practica

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Transferencia de Calor ESIQIE-IPN

Vzquez Ayala Elas Antonio Pgina 1

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA EINDUSTRIAS EXTRACTIVAS

Laboratorio de Transferencia de Calor

Profesor: Yuri Castro Riquelme

Alumno: Vzquez Ayala Elas Antonio

Flores Rojas Francisco Javier

Martnez Garca Jos Manuel

Torres Prez Jonathan

Uras Villegas Olivia

Grupo: 2IV86

Prctica : Intercambiador de Camisa y Serpentn
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OBJETIVO

En esta prctica se estudiara la transmisin de calor a travs de tanques con

dos tipos diferentes de calentamiento: uno provisto de una chaqueta alrededor

de l y otro un serpentn sumergido dentro del lquido a calentar. En ambos

casos se trabajara en rgimen permanente con agitacin mecnica del lquido,

de tal manera que se obtengan datos suficientes para la comparacin de la

eficiencia de ambos equipos y determinar cul de los dos tiene mejor

transmisin de calor, comparando el valor de sus respectivos coeficientesglobales.

INTRODUCCION TEORICA

Un intercambiador de calor es un dispositivo construido para la transferencia de

calor eficiente de un medio a otro. El medio puede ser separado por una pared

slida, de modo que nunca se mezclan, o pueden estar en contacto directo.

Son ampliamente utilizados en la calefaccin, refrigeracin, aire acondicionado,

plantas de energa, plantas qumicas, plantas de petroqumica, petrleo

refineras, y procesamiento de gas natural. Un ejemplo comn de un

intercambiador de calor es el radiador en un coche, en el que la fuente de calor,

fluidos de ser un motor caliente-fro, el agua, la transferencia de calor al aire

que fluye a travs del radiador (es decir, el medio de transferencia de calor).

El rol del serpentn es el mismo que la chaqueta. Por lo general, es de un

material que no pueda daar al sistema que se encuentra en el tanque, y queperdure en la vida til del bioproceso, entre los materiales est: cobre, vidrio,

acero inoxidable, que por referencias, nos ha indicado que tiene buenos

resultados. Segn el diseo o necesidades del bioproceso, se lo coloca en

distintas ubicaciones al interior del biorreactor, sabiendo que este mtodo es

mucho mejor cuando se trata de biorreactores de mayor capacidad donde la

chaqueta ya no resulta la mejor opcin.

Las chaquetas son menos eficientes que los serpentines, tienen mayor costo

inicial y resultan bastante difcil su limpieza mecnica debido a que el acceso al

interior de la misma es complicado. En comparacin con los serpentines las

camisas son una eleccin ineficiente, ya que un serpentn de la misma


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superficie presenta un mayor intercambio de calor alrededor de 125% superior

en comparacin con la chaqueta

En la industria un medio muy usado para la transmisin de calor lo constituyen

las camisas y serpentines de calentamiento ya sea en reactores, tanques de

almacenamiento y otros equipos lo que hace importante su estudio.

Los recipientes encamisados en la industria son utilizados para procesar lotes

en donde la diferencia de temperatura de calentamiento o enfriamiento no es

constante.

La camisa en un recipiente provee mtodo adecuado de calentamiento o

enfriamiento en trminos de control, eficiencia y calidad del producto.

Existen varios tipos de camisas destacando en su uso la camisa convencional,

la de ojuelos y la de tubo de media caa.Es una cubierta extra alrededor de un recipiente en un espacio anular

generalmente concntrico entre la pared exterior del recipiente y el interior de la

camisa. Este tipo de recipiente asegura la transferencia de calor en clarea

mxima del recipiente generalmente usa deflectores para asegurar el flujo de

calentamiento. Los materiales que se pueden usar para su fabricacin es acero

al carbn, acero inoxidable, nquel, monel (aleacin), etc. Estos equipos son

econmicos y generalmente utilizan agitadores para acelerar la transferencia

de calor.

El serpentn de tubos proporciona uno de los medios ms baratos para

superficies de transferencia de calor, pueden ser de diferentes tipos, siendo el

ms comn el serpentn bafleados y el serpentn helicoidal.

Los materiales de construccin ms usados son acero inoxidable, monel, acero

al carbn, y diferentes tipos de aleaciones.
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DESCRIPCIN DE LA OPERACIN:

1. Verificar que todas las vlvulas del sistema se encuentren cerradas al

comenzar las pruebas experimentales

2. Verificar el suministro de agua fra y vapor en este orden

3. Llenar el tanque de agua fra

4. Mediante el encendido del motor de la bomba alimentar de agua fra l

intercambiador de calor, regulando cuidadosamente con las vlvulas el

flujo para obtener un rgimen permanente de operacin

5. Suministrar agua alas enfriadores de condensado

6. Abrir parcialmente la vlvula de alimentacin general del vapor y purgar

perfectamente el equipo de alimentacin de vapor para eliminar el

condensado y los gases incompensables que pueda contener.

7. Manteniendo cerrada la vlvula de alimentacin el cambiador de calor,

abrir completamente la vlvula de alimentacin general de vapor yregular la presin de trabajo, con la lectura indicada en el manmetro

correspondiente. Como la respuesta no es instantnea en el

manmetro, al variar la abertura de la vlvula reguladora se deber

esperar unos segundos para verificar la lectura.

8. Estabilizar el sistema para lograr el rgimen permanente, manteniendo

constantes los parmetros anteriores.

9. Por medio de los termmetros respectivos, anotar cada una de las y

temperaturas del sistema a intervalos peridicos cada 5 minutos, hasta

obtener anotaciones aprox constantes con respecto ala anteriores.

Cuando se ha logrado este se pueda decir que es sistema esta

operando a rgimen permanente y puede procederse a tomar varios

datos.

10. Cerrar las descargas de los tanques de medicin y efectuar la lectura de

las diferencias de nivel en un tiempo lo suficientemente grande para

evitar errores (15 a 20 minutos). Anotar tambin la presin de vapor de

calentamiento.

Una vez que se hayan tomado los datos experimentales se procede a parara

el equipo mediante la secuela siguiente:


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1-.Cerrar el suministro de vapor, permitiendo que e la gua fra contine

circulando para que se enfri el equipo.

2-. Cortar la circulacin de agua al cambiador de calor desconectando el motor

de la bomba, y al enfriador, cerrando la vlvula.

3.- descargar los tanques empleados.

4.- verificar que todas las vlvulas estn en posicin de cerrado y los switches

en apagado.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

Intercambiador de calor de camisa

Gm Pv Tv Tc Tcfrio tagua tac Vcond Tiempo

L/min Kg/cm2 C C C C C ml min4 0.4 106 95 30 27 87 1900 44 0.4 105 93 30 27 87 1740 44 0.4 105 93 30 27 87 1800 4

Intercambiador de calor de Serpentn

Clculos (camisa)

1) Gasto masa de agua

Se dispone de diferencia de niveles o de pesadas, del tiempo respectivo y los

datos del equipo de tal forma se tiene que:

( )

Gm Pv Tv Tc Tcfrio tagua tac Vcond Tiempo

L/min Kg/cm2 C C C C C ml min4 0.4 103 98 24 27 80 1730 44 0.4 103 97 26 27 82 1680 44 0.4 103 98 26 27 80 1650 4


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2) Gasto maso del vapor de calentamiento.

La densidad se evala ala temperatura que tiene el condensado al llegar eltanque colector.

Observaciones

En el equipo se encuentran dos precalentadores que no se encuentran en

funcionamiento.

Mientras se llevaba a cabo la operacin del equipo, fue cerrada una vlvula decirculacin del agua la cual impidi que pasara flujo por el rotmetro, por lo

tanto tuvo que detener la operacin del equipo.

Se trabaj en orden y con buena organizacin para trabajar con el equipo.

Conclus iones

Se cumpli el objetivo de la practica ya que se determino el coeficiente de

transferencia de calor del equipo, as como tambin se determino que el equipo

se encuentra en gran estado y funciona correctamente, esto se pudo demostrar

al obtener en resultados que la eficiencia del equipo esta por encima del 97%,

lo cual es un gran resultado.

Conforme a los datos obtenidos se determino que en la camisa se obtuvo

mayor eficiencia, fue muy mnima pero fue mayor que el equipo de serpentin.

El intercambiador de que se encuentra conformado por los dos equipos, camisa

y serpentn, es un gran equipo ya que su puede llevar acabo la transferencia de

calor de un fluido frio a un fluido caliente a una gran rapidez.

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