Practica.- Intercambiador de Serpentín

8/12/2019 Practica.- Intercambiador de Serpentn

1/12

1

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICAE INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR DE SERPENTIN.

INTEGRANTES:

Hernndez Domnguez Andrs Arturo

Lara Sarabia Ponciano

Lpez Hermenegildo Araceli

Nez Garca Natalia Gabriela

Rodrguez Ruz Ofelia

Villavicencio Muoz Octavio

Zamora Guerrero Edgar Benedicto

GRUPO:3IM60

EQUIPO:4

FECHA DE ENTREGA:15 DE NOVIEMBRE 2013
http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=npJsd4LprUvcRM&tbnid=cy0IiNXLrpMB_M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.jcond.com/jcond/celulas.php&ei=2xtiUufSDqa22gXvtYDIBg&bvm=bv.55139894,d.eWU&psig=AFQjCNH0_O9gOrCw5ldbELny3MdISOj2tA&ust=1382247764663913http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=AtzosMBuXSN2IM&tbnid=-204OWU5FTayWM:&ved=0CAUQjRw&url=http://coatl.cecyt9.ipn.mx/ets/&ei=jRtiUv6WHsLu2gW4roGAAg&bvm=bv.55139894,d.eWU&psig=AFQjCNE5vyZNBQMCCA6aT9smiuElqjYMMg&ust=1382247678798012http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=npJsd4LprUvcRM&tbnid=cy0IiNXLrpMB_M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.jcond.com/jcond/celulas.php&ei=2xtiUufSDqa22gXvtYDIBg&bvm=bv.55139894,d.eWU&psig=AFQjCNH0_O9gOrCw5ldbELny3MdISOj2tA&ust=1382247764663913http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=AtzosMBuXSN2IM&tbnid=-204OWU5FTayWM:&ved=0CAUQjRw&url=http://coatl.cecyt9.ipn.mx/ets/&ei=jRtiUv6WHsLu2gW4roGAAg&bvm=bv.55139894,d.eWU&psig=AFQjCNE5vyZNBQMCCA6aT9smiuElqjYMMg&ust=1382247678798012


2/12


3/12

3

Intercambiador de Calor de Tipo Serpentn

Tabla de Datos Experimentales

GvH2O

(L/min)

Pv

(kgf/cm2) Tv(C) Tc(C) Tc fro(C) tagua (C)tagua caliente

(C)

VV. Cond.

(L)

tV. Cond.

(min)

15 0.9 113 61 37 23 55 5.37 6.3

Secuencia de Clculos:

1. Gasto msico del agua:

La densidad del agua se obtiene de tablas de propiedades del agua a la temperaturamedia de la misma:

Como se tiene el gasto volumtrico del agua en unidades de, es necesario

convertir este dato a su respectiva equivalencia en

:

2. Gasto volumtrico del condensado:

3. Gasto msico del condensado:

La densidad del agua se obtiene de tablas a la temperatura media:


4/12

4

4. Calor ganado o absorbido por el agua El del agua se obtiene de tablas a la temperatura media de la misma:

5. Calor cedido por el vapor

En la ecuacin anterior se considera tanto el calor latente ( ) como elcalor sensible ( ) del condensado, ya que existe tanto uncambio de fase (condensacin) como un decremento de la temperatura en el

condensado que fluye por el serpentn.

Para obtener , se lee en tablas de vapor su valor, con base en la presin o

temperatura de saturacin del agua. Con base en la presin de vapor leda en el

manmetro, ms la presin atmosfrica, se lee de vapor de la tabla A-12.a

Propiedades del vapor de agua saturado y agua saturada, Unidades del S.I., del libro

Flujo de Fluidos en Vlvulas, Accesorios y Tuberas, Crane:

De la tabla del libro citado, se tienen los siguientes valores:


5/12

5

Pabs (bar) 1.6 1.66252 1.7

(KJ/kg) 2220.9 ? 2215.7

Mediante una interpolacin sencilla:

El Cp se obtiene de tablas de agua y vapor de agua a la temperatura media del

condensado:

6. Eficiencia Trmica del Equipo

7. Coeficiente global de transferencia de calor experimental


6/12

6

Si el mezclado es homogneo, la temperatura promedio del agua del intercambiadorde calor es igual a la temperatura del agua a la salida

por lo que:

Segn dato de descripcin tcnica del equipo, el intercambiador de calor de tipo serpentn

tiene un rea de calentamiento de 0.516 , por lo tanto:

8. Temperatura de pelcula

9. Coeficiente de pelcula interior

Propiedades a


7/12

7

( )

10. Coeficiente de pelcula exterior

Para este clculo las propiedades fsicas se evalan a temperatura de salida del agua

Debido a que los fluidos son agua (liquido y vapor) no son muy viscosos no se considera

la unidad el factor de correccin


8/12

8

11. Coeficiente de transferencia de calor global terico

12. Desviacin porcentual de los coeficientes experimentales.


9/12

9

DIAGRAMA DE FLUJO


10/12

10

CONCLUSIONES INDIVIDUALES

Lara Sarabia Ponciano

Es de gran importancia para un ingeniero qumico industrial el conocimiento de los

fundamentos que rigen el funcionamiento trmico del equipo, ya que son de los equipos

de transferencia de calor ms utilizados a nivel industrial, debido a que ocupan un muy

reducido espacio, en comparacin con los otros, como lo son los condensadores, los

intercambiadores de calor de doble tubo, entre otros.

Se cumpli los objetivos fijados en la prctica conocer fsicamente los equipos: el

intercambiador de calor de camisa e intercambiador de calor de serpentn, tambin nos

dimos a la tarea de operar solamente el intercambiador de calor de serpentn debido al

corto tiempo que disponamos, en base a los clculos observamos que tuvo una eficiencia

relativamente muy buena una eficiencia del 99.2824 % es decir que casi la totalidad del

calor cedido del vapor se transfiri al agua, tuvimos a bien calcular el coeficiente global de

calor y se tuvo un % de desviacin muy alejado al terico, y con ello podemos concluir

que esto se debe a la falta de un aislamiento total del equipo, es decir que hubo

intercambios de calor con el entorno o ambiente y tambin quizs esta se debe a que no

se cuenta con equipos capaces de darnos lecturas exactas de los datos experimentales,

estos equipos son empleado en las diversas gamas de la industria alimenticia

primordialmente, y aun mas en fluidos viscosos debido a la influencia del agitador que

cuentan estos intercambiadores de calor, cuya funcin es la de homogenizar con respeto

a la temperatura, q se encuentra el fluido que se est en el recipiente o tanque donde se

encuentra el serpentn.

Lpez Hermenegildo Araceli

Con base a nuestros resultados del coeficiente de transferencia de calor terico y

practico, asi como el clculo del porcentaje de desviacin, se demostr que se opero de

manera poco eficiente ya que el porciento de desviacin fue de un 63%, el cual

representa una desviacin a los datos tericos y representando el mal manejo del equipo.

La variacin que se obtuvo fue creciento por distintos factores que afectaron la operacin,tal es el caso de la escacs del tiempo, el cual, no estamos 100% seguros que los datosque tomamos de las lecturas de los termopares en verdad eran del rgimen permanentecomo se deseaba llegar, tambin las condiciones del equipo, ya sea incrustaciones, otro

tipo de materia inerte dentro, y por supuesto, el calor que se pierde al ambiente de ambosintercambiadores ya que estos se encuentran expuestos al ambiente por la parte superior.

Se sabe que el intercambiador de calor de serpentn,ofrece mayor eficiencia encomparacin con el intercambiador de calor enchaquetado. En la bibliografa se presentaal intercambiador de serpentn como una mejor opcin, ya sea por la eficiencia de trabajoque entrega o por la facilidad de manejo y mantenimiento,

Ambos tipos de intercambiadores son muy utilizados en las industrias ya sea alimenticias,farmacuticas, etc.. y su uso se basa en el objetivo o criterio para el cual ser utilizado .


11/12


12/12

12

Comparando los resultados de eficiencia obtenida, se puede concluir que el equipo realizauna buena transferencia de calor, ya que la eficiencia obtenida fue de 99%; cabemencionar que los precalentadores instalados en el equipo no se encontraban enfuncionamiento. Existen factores que afectan la transferencia de calor, uno de ellos ytalvez el ms importante es la incrustacin que se deposita en el interior de los tubos,provocando obtener resultados errneos, reflejados en el porciento de desviacin

obtenido.

Villavicencio Muoz Carlos Octavio

El intercambiador de serpentn resulto ser un equipo de transferencia de calor ya que se

obtuvo un eficiencia muy alta, lo cual podra ser ocasionada por el agitador del

contenedor, provocando una conveccin forzada en el agua fra adems cabe tener en

cuenta que al agitar la pelucula formada alrededor del tubo se vuelve ms delgada

,considerando el recubrimiento aislante del tanque y de las tuberas, se considera al

equipo como muy eficiente, en la transferencia de calor.

Hablando del coeficiente de transferencia de calor, la U experimental fue mayor a la

terica, con lo cual estimamos que la velocidad de transferencia fue ms rpida en la

experimentacin que en la teora, por lo que se considera que el coeficiente terico no fue

acertado ya que no se consideran las perdidas por incrustaciones o la disminucin del

espesor de las pelculas por el agitador mecnico.

Zamora Guerrero Edgar Benedicto

Con base en los objetivos de la prctica y en los resultados obtenidos experimentalmente,

se pueden establecer las siguientes conclusiones con respecto al intercambiador de calor

de tipo serpentn:

El funcionamiento de este tipo de intercambiador se basa en el enfriamiento (o

calentamiento) de un tubo de dimetro pequeo y gran longitud, ocasionando una

mayor velocidad en el fluido que circula por el tubo interno y, a su vez, mejorando

la velocidad de transferencia de calor.

El intercambiador de calor tipo serpentn presenta un agitador mecnico, el cual

ayuda a la transferencia de calor entre fluidos.

Este tipo de intercambiador de calor tiene un alto grado de eficiencia trmica

(comparado con los anteriormente vistos), debido a que posee agitacin

constante.

Uno de los factores que afecta al rendimiento ideal del equipo es las

incrustaciones que presenta el mismo en el tubo en serpentn, ya que afecta a la

transferencia de calor efectiva entre fluidos en el equipo.

Practica.- Intercambiador de Serpentín

Documents

Transcript of Practica.- Intercambiador de Serpentín