OBJETIVOS ; LABORATORIO, MARCO TEORICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.Descripción completa
Práctica de dilatación térmicaFull description
Laboratorio integral 1 practica cinco itccm
Descripción: Práctica de dilatación térmica
Laboratorio propiedades termodinámicas y de transporteDescripción completa
informe conductividad termica
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Descripción: FIME UNAC
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OBJETIVOS ; LABORATORIO, MARCO TEORICO, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.Full description
Descripción: informe conductividad termica
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Dilatación térmicaDescripción completa
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HJHH
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ENERGÍA
“ING. TÉRMICA E HIDRÁULICA EXPERIMENTAL”
TEMA: INTERCAMBIADOR DE CALOR FLUJO PARALELO
Docente:
Ing. Hernán Pinto Espinoza
Escuela:
Ingeniería Mecánica
Integrantes:
Yanac Durand, Lucas Andres
BELLAVISTA – CALLAO
2017
1317220179
1. INTRODUCCION En los sistemas mecánicos, químicos, nucleares y otros, ocurre que el calor debe ser transferido de un lugar a otro, o bien, de un fluido a otro. Los intercambiadores de calor son los dipositivos que permiten realizar dicha tarea. Un entendimiento básico de los componentes mecánicos de los intercambiadores de calor es necesario para comprender cómo estos funcionan y operan para un adecuado desempeño.
Figura 1. Intercambiador de calor para uso químico
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El papel de los intercambiadores de calor ha adquirido una gran importancia ante la necesidad de ahorrar energía y disponer de equipos óptimos no sólo en función de su análisis térmico y del rendimiento económico de la instalación, sino también en función de otros factores como el aprovechamiento energético del sistema y la disponibilidad y cantidad de energía y de materias primas necesarias para cumplir una determinada función. Si bien, el funcionamiento de los intercambiadores de calor es de lo más común, se debe aclarar que estos son diseñados de acuerdo a las necesidades de cada proceso, y es precisamente donde radica su complejidad. Antes de entrar en el tema, se darán algunas definiciones. 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivos Generales
Comprender el funcionamiento y partes mecánicas de una ICC (Intercambiador de calor).
Comprender el tipo de sentido de flujo y aplicaciones que cada uno de esta presentara.
3.2. Objetivos Específicos
Determinar experimentalmente los coeficientes de transferencia de calor.
Evaluar la performance del ICC tanto para flujo paralelo como para contraflujo.
Construir las curvas de efectividad vs NUT para cada conexión e interpretar los resultados.
4. METODOLOGIA 4.1. PROCEDIMIENTO
Abrir la válvula del agua de tal manera que se consiga y mantenga un caudal pequeño y constante de agua.
Fijar un flujo de aire con el selector 1.
Con el termostato y el selector 2 fijar la temperatura de ingreso del aire. Una vez que se ha conseguido las condiciones de estado estable, tomar un juego completo de datos.
Repetir el punto anterior fijando otra temperatura de ingreso del aire. Tomando en total 4 juegos de valores.
El mismo proceso descrito anteriormente, repetirlo para cuando la conexión este en flujo paralelo y para contraflujo.
4.2. TABLA DE DATOS Ventilador
Calor
Te agua
Ts agua
T1
T2
T3
T4
503 RPM
100 190 290
20 20 20
22 22.5 23.5
30.9 40.4 49.8
23 26 29
22.5 23 25
29 30.4 31
100 99 100
45.93 46.12 47
390
20
24
64
34
27
32.2
98
46.85
5. MATERIALES Y METODOS 5.1. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA
Figura 2. Esquema del ICC en laboratorio FIME
Vol agua(ml)
t (seg)
Figura 3. Esquema de la Experiencia con el ICC
5.2. ANALISIS Y METODOLOGIA DE LOS CALCULOS Para pada juego de valores de temperatura usaremos las siguientes fórmulas para hallar los distintos valores de performance del intercambiador de calor.
Datos de Tubería : Hierro Galvanizado ¾`` Sch40
-
Longitud = 1.48 m
-
Diámetro interior : D 1 = 20.96 mm <> A 1= π.D1.L= 0.09745472 m2
-
Diámetro exterior : D 2 = 26.70 mm <> A 2= 0.12414318 m2
-
Conductividad Termica : K = 80.2 W/K.m
Temperatura Promedio de cada flujo
-
Para el aire: Tb.a=(T1+T4)/2
-
Para el agua: Tb.ag=(T2+T3)/2 Para cada una de estas temperaturas hallaremos las propiedades físicas de cada fluido (densidad y capacidad calorífica) usando las tablas de Aire y Agua que se encuentran en el anexo del informe.
Flujo másico de agua :
mag = ρag*volumen/tiempo
Calor transferido:
q = mag*Cpag*( Ts agua- Te agua )
Flujo másico de aire :
ma = q / [Cp a*( T1-T4 )]
DTMLa =
( ∆T1.a-∆T2.a )/Ln(∆T1.a/∆T2.a)
Dónde: - ∆T1.a = T1-T2 - ∆T2.a = T4-T3
Coeficiente pelicular en el aire:
DTMLag =
Coeficiente pelicular en el agua:
Coeficiente global :
ha = q / A1* DTMLa ( ∆T1.ag-∆T2.ag )/Ln(∆T1.ag/∆T2.ag) hag = q / A 2*DTMLag U = 1 / (A2*∑Ri)
Curva ε vs NUT:Flujo Paralelo 0.7 0.64848683 0.6 0.50728324
0.5
N 0.4 U T 0.3
0.34113144
0.2 0.1
0.09622746
0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Efectividad del ICC Figura 4. Curva Efectividad vs NUT
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se logró comprender el uso de cada dispositivo en el esquema del ensayo
Nos podíamos dar cuenta que en el diseño real de un ICC el tipo de conexión es muy importante y más complicado que el análisis de calor porque en la selección del diseño final juegan un papel muy importante de costos.
Se logró encontrar todos los valores de performance del ICC mediante datos experimentales del ensayo.
Se construyó la curva de efectividad vs NUT y se comprobó lo que teóricamente ya está dado en muchos libros de Transferencia de calor tanto para flujo paralelo como para contraflujo.
7. REFERENCIAS
Guía de Laboratorio de Maquinas Térmicas e Hidráulicas – FIM – UNI Intercambiadores de Calor – Centro de Investigación en Energía – UNAM Clayton – Sistemas Integrales de Vapor – Informe – México.
8. APENDICES Y ANEXOS 8.1. TABLA TUBERIA HIERRO GALVANIZADO CEDULA 40
8.2. TABLA DE PROPIEDADES FISICAS PARA EL AGUA Y AIRE
8.3. TABLA DE PROPIEDAS FISICAS DEL AIRE
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ENERGÍA
