Coeficiente Global de Transferencia de Calоr

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniería Química

Unidad de Aprendizaje: Laboratorio de Reactores Químicos

Reporte 1: Coeficiente Global de Transferencia de Calor

Alumnos:                                                          Matrícula:

Jose Manuel García García                               1617740

Daryel Alejandro López Torres                        1618505

Jorge Gonzáles Estrada                                     1634138

Luis Alfonso Cavazos Cuello                           1633760

Aaron Fernando Elizalde reyes                         1620207

Periodo: Agosto – diciembre 2018        Grupo: 1

Docente: Dr. Gerardo Antonio Flores Escamilla.

Equipo: 1 Turno: Matutino

Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza a 25 de Septiembre de 2018.

Práctica #1: Coeficiente Global de Transferencia de Calor

Introducción

Cualquier recipiente en el cual ocurre un cambio de composición debido a una reacción química es considerado un reactor. Lo importante dentro de estos recipientes es su diseño para que así exista una mejor conversión (Monserrat, 2010).

El diseño de estos reactores es basado en los modelos cinéticos experimentales y ecuaciones de balances de materia y energía. El reactor Batch es un reactor en el cual no existe flujo de entrada ni de salida, en este se colocan los reactivos para que reaccionen lo más homogéneamente posible ayudados de un agitador y así tener la mayor cantidad de productos.

El control de la temperatura dentro del reactor es de gran importancia, pues al entregar la energía necesaria al reactor es posible que ocurra con la rapidez deseada además de que en muchos casos se pueden evitar subproductos o disparos de temperatura. El calor es una forma de energía que migra de una región a otra cuando existe una diferencia de temperaturas que en el caso del reactor se desea suministrar o retirar calor para lograr un control de temperatura (Solorzano, 2016).

Para esto es posible emplear un intercambiador de calor, los intercambiadores de calor de serpentín son intercambiadores de calor (IC) sencillos, se usan mucho como parte de los alambiques, los reactores y las ollas de cocción. Estos IC por lo general están provistos de un equipo de agitación para mejorar los coeficientes de transferencia de calor.

La ecuación general de diseño es:

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Dónde:

Q = Calor

U = Coeficiente global de transferencia de calor

A = Área de transferencia de calor

∆T = Diferencial de temperatura

Los serpentines son tubos enrollados en espiral que se colocan en el interior de los tanques a los que se desea calentar o enfriar. Por lo general el agua de enfriamiento o calentamiento pasa por el interior de estos.

Objetivo

Determinar el coeficiente global de transferencia de calor (U) en un sistema de tipo tanque agitado con serpentín integrado utilizando agua mediante dos métodos diferentes.

Metodología Experimental

• Equipo y Material por utilizar

Equipo:

• Sistema de tanque agitado con serpentín integrado
• Sistema de baño de agua a temperatura constante
• Tacómetro

      Material

• 3 termopares tipo K de aguja
• 3 transductores de temperatura
• 1 Probeta de 2 L
• Embudo de plástico.

• Procedimiento[pic 4][pic 5]

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• Datos experimentales y observaciones

A continuación, presentamos las características principales del sistema que nos serán de ayuda para la obtención del coeficiente global de transferencia de calor.

Utilizando un tacómetro digital se midió la velocidad de agitación del agitador, obteniendo como resultado 1250 rev/min. Además de esto se midió el flujo volumétrico con la ayuda de una probeta de 2 L y un cronómetro, se realizaron 3 mediciones y se realizó un promedio, obteniendo un valor de flujo volumétrico promedio de 92.67 mL/seg. A continuación, se presentan las temperaturas obtenidas en el experimento.

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