CONDENSADOR HORIZONTAL Y VERTICAL.

[pic 3]INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 4]

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Maestros:

ING. BALDEMAR MARTINEZ HERNANDEZ

Práctica: INTERCABIADOR DE CALOR DE CAMISA E INTERCAMBIADOR DE CALOR DE SERPENTIN

Alumno: MORENO GARCÍA AISLINN GABRIELA

Grupo: 2IM56

26 DE NOVIEMBRE DE 2015

OBJETIVOS

• Determinar la eficiencia térmica de los equipos.
• Determinar el comportamiento del equipo tomando en cuenta las condiciones de operación.
• Analizar que intercambiador de calor es más eficiente, trabajando en las mismas condiciones de operación.
• Determinar el coeficiente global de transferencia de calor experimental y teórico.

CONSIDERACIONES TEORICAS

MECANISMOS DE CONDENSACIÓN

La condensación es el cambio de estado de la fase vapor a la fase líquido. El vapor que condensa pueda ser un vapor puro, una mezcla de vapores no miscibles, o un vapor mezclado con un gas (el gas no condensará). En este libro se tratará la condensación de un vapor puro.

Para que se produzca condensación, es siempre necesaria la existencia de una superficie fría. Existen dos tipos de condensación:

1. Condensación en forma de gotas.
2. Condensación en forma de película.

En la condensación por goteo, el vapor condensa en forma de pequeñas gotas sobre la superficie fría. Esas gotas se van desprendiendo de la superficie y en su lugar van formándose gotas nuevas.

En la condensación en forma de película, en cambio, el vapor condensado forma una película que cubre la superficie fría. El vapor que condensa de nuevo lo hace sobre la película de condensado, no sobre la superficie. En teoría, la condensación en forma de gotas es preferible a la pelicular, puesto que al quedar al descubierto una gran parte de la superficie fría, el vapor entra en contacto con ésta de una forma directa. Es por este motivo que los coeficientes de transmisión de calor en la condensación por goteo son entre cuatro y ocho veces mayores que los coeficientes de transmisión en la condensación pelicular. No obstante, en la práctica se opta por la condensación pelicular. El motivo es que, para que sea posible la condensación en forma de gotas, la superficie debe estar pulida, desengrasada y libre de óxido o suciedad, siendo muy difícil en la práctica mantener las condiciones para que se produzca condensación por goteo. Por este motivo, a continuación se tratará únicamente la condensación pelicular.

INTERCAMBIADOR DE SERPENTÍN Y CAMISA

Las resistencias térmicas de calor se deben a la película de agua situada sobre el interior del serpentín, la pared del tubo, la película situada sobre el exterior del serpentín y costras que puedan existir sobre cualquiera de las superficies. En la pared del tubo y en las costras, el calor se transfiere por conducción, mientras que en las películas se transfiere por convección.

Las chaquetas son menos eficientes que los serpentines, tienen mayor costo inicial y resulta bastante difícil su limpieza mecánica debido a que el acceso al interior de la misma es complicado. En comparación con los serpentines las camisas son una elección ineficiente, ya que un serpentín de la misma superficie  presenta un mayor intercambio de calor alrededor de 125% superior en comparación con la chaqueta

En la industria un medio muy usado para la transmisión 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 método adecuado de calentamiento o enfriamiento en términos 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 caña. Es una cubierta extra alrededor de un recipiente en un espacio anular generalmente concéntrico entre la pared exterior del recipiente y el interior de la camisa. Este tipo de recipiente asegura la transferencia de calor en clarea máxima del recipiente generalmente usa deflectores para asegurar el flujo de calentamiento. Los materiales que se pueden usar para su fabricación es acero al carbón, acero inoxidable, níquel, monel (aleación), etc. Estos equipos son económicos y generalmente utilizan agitadores para acelerar la transferencia de calor. El serpentín de tubos proporciona uno de los medios más baratos para superficies de transferencia de calor, pueden ser de diferentes tipos, siendo el más común el serpentín bafleados y el serpentín helicoidal.

OPERACIÓN GENERAL DEL EQUIPO

1. Verificar que todas las válvulas del sistema estén cerradas.
2. Abrir la válvula de alimentación del agua.
3. Abrir las válvulas de alimentación a los tanques de camisa y serpentín.
4. Energética el tablero de control.
5. Accionar bomba del intercambiador.
6. Regular el flujo de agua a la salida de los cambiadores de calor.
7. Abrir las válvulas de alimentación a los enfriadores.
8. Abrir la línea de vapor de manera inversa de la descarga a la alimentación.
9. Alimentar vapor a los cambiadores de calor abriendo purga, válvula de globo, válvula reductora.
10.  Alimentar vapor para purgar los intercambiadores y purgar.
11. Fijar la presión de trabajo observando en el indicador de presión(.5-1.kg/cm2)
12. Observar el mecanismo de convección natural en cada equipo.
13. Tomar lecturas de temperatura en diferentes.
14. Poner a funcionar los agitadores.
15. Operar el sistema hasta obtener régimen permanente.
16. Obtenido el régimen permanente tomar los datos experimentales como son la presión, flujo de agua ΔZcond., tiempo θ y temperaturas como lo indica la tabla posterior.
17. Fijar nuevas condiciones de operación como son presión, o gasto de agua.
18. Buscar nuevament régimen permanente y después tomar los datos experimentales.
19. Cerrar la alimentación del vapor asi como toda la línea de vapor.
20. Dejar enfria los equipos aproximadamente 5min operando con agua.

CÁLCULOS CAMISA

• Gasto de masa de agua

[pic 5]

[pic 6]

• Gasto masa del condensado y del gasto volumétrico del condensado

      [pic 7][pic 8][pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

• calor ganado o absorbido por el agua Qa

[pic 12]

[pic 13]

5.-Cálculo del calor cedido Qv

[pic 14]

[pic 15]

             [pic 16][pic 17]

De tablas  se obtienen los siguientes datos:

Interpolando:

                   [pic 20][pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

6. Cálculo de la eficiencia térmica del equipo
       [pic 25][pic 26]

...