Perdida de Calor a Traves de Tuberias

TRANSFERENCIA DE CALOR I PERDIDA DE CALOR A TRAVES DE TUBERIAS Introducción: En la presente práctica de laboratorio se busca determinar el flujo de calor en 4 tuberías con distintas configuraciones de capas (2 con aislante, aislant e, 1 desnuda y una barnizada) Para esto primero se obtendrá la calidad del vapor que fluye por las tuberías en base a la determinación de la entalpía del vapor al salir de la caldera con la ayuda de un calorímetro de estrangulación, mediante la aplicación de 2 métodos: tablas de vapor supercalentado y calor específico del agua Cp. Con estos resultados finalmente se calculará la pérdida de energía por calor de cada tubería, mediante la medición de a cantidad de vapor que se condensa y la m edición de la temperatura superficial de la tubería y en la superficie del aislamiento.

Objetivos: 1. Comprender los fundamentos de los calorímetros. 2. Conocer los equipos, instrumentos y técnicas para la obtención de muestras. m uestras. 3. Determinar la calidad del vapor de agua agu a obtenido. 4. Determinar la pérdida de calor a través de tuberías de distintas configuraciones. 5. Familiarizarse con el uso de las tablas de vapor de agua. 6. Comprender el funcionamiento de la caldera, y conocer cada uno de los elementos de la misma.

Procedimiento experimental: 1. Luego que el instructor del laboratorio encienda la caldera, esperar hasta que el equipo llegue a la presión de trabajo y comience a circular vapor saturado en la caldera. 2. Apunte los valores de presión y temperatura de operación de la caldera. 3. Abra la válvula que permite el paso a la línea que lleva vapor a los calorímetros. 4. Tome la lectura de presión antes de ingresar al calorímetro. 5. Abran las válvulas que controlan el flujo de vapor hacia el calorímetro de estrangulación y espere que se de el equilibrio térmico.

6. Ponga en funcionamiento la línea de agua de alimentación al tanque del calorímetro. 7. Espere a que la presión disminuya hasta un valor estable. 8. Tome las lecturas de presión y temperatura. 9. Repita la toma de lecturas regulando el flujo de vapor que ingresa al calorímetro.

Tabla de datos: Laboratorio

Presión atmosférica Temperatura ambiente

psi °C

14.7

Caldera

Presión de caldera Temperatura de caldera

bar °C

Calorímetro de estangulamiento Nro lectura P2 (psig) T2 (°C) Tsat 2 (°C) 1 2 3 4

Calculo de la calidad: 

La calidad se la encuentra por la siguiente expresión:

h2



h f 

 x





 x( hg



h2



h f 

hg



h f 

h f  )

Donde los términos de h f  h g son encontrados con los datos de operación de la c aldera. 

El valor de la entalpía en el punto 2 es encontrado por la siguiente expresión:

h2



hg

 C  p T  

h2 g

 0.48T sh

Estos datos son encontrados por los valores que obtenemos en el calorímetro.

El valor de la entalpía en el punto 2 también puede ser encontrado por las tablas termodinámicas en la región de sobrecalentamiento.

Calor perdido en la tubería: Lect 1 Tubería A Lectura Inicial del Condensado [cm³] Lectura Final del Condensado [cm³] Temp. De la Superficie de la Tubería [°C] Temp. De la Superficie de Aislamiento [°C] Tubería B Lectura Inicial del Condensado [cm³] Lectura Final del Condensado [cm³] Temp. De la Superficie de la Tubería [°C] Temp. De la Superficie de Aislamiento [°C] Tubería C Lectura Inicial del Condensado [cm³] Lectura Final del Condensado [cm³] Temp. De la Superficie de la Tubería [°C] Tubería D Lectura Inicial del Condensado [cm³] Lectura Final del Condensado [cm³] Temp. De la Superficie de la Tubería [°C]

Dimensiones del banco de tuberías Diámetro interior: 64 mm Diámetro exterior: 76 mm Longitud: 914 mm Espesor de Aislamiento, tubería A: 38 mm Espesor de Aislamiento, tubería B: 5 mm Temperatura de Vapor: 144°C

Lect 2

Lect 3

Presión de Vapor: 8.9 bar Tiempo de almacenaje: 10 min

Flujo de Calor que sale de tubería

=

.  60  ℎ 10  

Donde: c.c: Centímetro cúbico de condensado de vapor

 : Volumen especifico del agua a la presión absoluta de vapor  : Tiempo de almacenaje en minutos X: Calidad del vapor

Conductividad térmica

=

2(2 − 1) 1 ln( ) 2

Resultados: Conclusiones: Observaciones: Recomendaciones: Preguntas evaluativos: 1. ¿En que afecta que el vapor llegue húmedo a la turbina? 2. Verifique si el aislante se encuentra dentro de las dimensiones del radio crítico