Practica 3 transferencia de calor
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Practica 3 transferencia de calor Practica 3 transferencia de calor Document Transcript

  • Universidad Autónoma de Guadalajara Departamento de Química Laboratorio de Transferencia de Calor PRÁCTICA 3 PÉRDIDAS DE CALOR POR CONDUCTIVIDAD EN TUBERÍAS1 Objetivos 1.1 Comprender los mecanismos de pérdida de calor en tuberías de vapor. 1.2 Medir las pérdidas de calor por conducción en tuberías de vapor. 1.3 Medir la conductividad térmica del acero al carbón y del aislante de una tubería. 1.4 Calcular y graficar el perfil radial de temperaturas en la pared de una tubería.2 Prelaboratorio 2.1 ¿Qué características debe tener un buen aislante térmico? 2.2 Mencione cinco ejemplos de aislantes térmicos. 2.3 A qué se le llama golpe de ariete y que lo origina en las tuberías de vapor? 2.4 ¿Cómo se puede evitar el golpe de ariete? 2.5 ¿Qué medidas de seguridad se deben implementar al trabajar con vapor y tuberías de vapor?3 Fundamentos teóricos El vapor de agua es un servicio muy común en la industria, que se utiliza para proporcionar energía térmica a los procesos de transformación de materiales a productos, por lo que la eficiencia del sistema para generarlo, la distribución adecuada y el control de su consumo, tendrán un gran impacto en la eficiencia total de la planta. Esta situación se refleja en los costos de producción del vapor y, en consecuencia en la competitividad y sustentabilidad de la empresa. Con la finalidad de minimizar las pérdidas de calor hacia el medio ambiente, se colocan los aislantes de las tuberías. Esto cobra una gran importancia sobretodo cuando se requiere transportar en vapor generado en la caldera a través de distancias grandes. Esto ayuda también a suprimir condensaciones y reducir el desgaste de equipos cuando está afectado por dilataciones debidas a diferencias de temperatura. Además, el aislamiento de tuberías ayuda a mejorar las condiciones de trabajo.
  • La pérdida de calor en tuberías que transportan vapor se puede deber a tres mecanismos: • Conducción • Convección • Radiación 4 Materiales, equipos y reactivosCant. Materiales y equipos Cant. Reactivos 1 Termómetro Vapor de agua 1 Cronómetro 1 Báscula 1 Termopares de contacto Tabla 1. Relación de materiales, equipos y reactivos 5 Desarrollo experimental 5.1 Medir la presión de la caldera. 5.2 Purgar la línea de vapor. 5.3 Iniciar el cronómetro y abrir línea de vapor. 5.4 Medir con los termopares sobre la superficie del tubo desnudo en diferentes puntos. Registrar la temperatura cada 10 segundos durante 5 minutos. 5.5 Cerrar la válvula de vapor. 5.6 Recolectar el condensado, tomar su temperatura y pesar. 5.7 Repetir los pasos 5.3 a 5.6 con los tubos de aislamiento sencillo y doble. 5.8 Hacer al menos dos repeticiones de cada medición
  • 6 Resultados y preguntas de evaluaciónTubería m, kg/min Q, cal/min q, % ahorro m, kg/min Q, cal/min (cal/m2mi n)Acero IAcero IIAisladosimple I Aisladosimple IIAisladodoble IAisladodoble II Tabla 2. Resumen de resultados 6.1 Dibuje un diagrama del equipo para el desarrollo de esta práctica. 6.2 Graficar Temperatura vs radio para la tubería de acero desnudo. 6.3 Graficar Temperatura vs radio para la tubería con aislamiento simple. 6.4 Graficar Temperatura vs radio para la tubería con aislamiento doble. 7 Disposición de residuos Los residuos de condensado se pueden verter al drenaje. 8 Bibliografía [1] Kern D.Q., Procesos de transferencia de calor, Continental. [2] Levenspiel O., Flujo de fluidos e intercambio de calor, Reverté, 1993