seminario aislamiento termico
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SEMINARIO: AISLAMIENTO TÉRMICO.
CONTENIDOS
Aislamiento térmico características y materialesPérdidas de calor desde una tubería aisladaEspeso económico de aislanteEspesor crítico de aislante
La finalidad de este tema es presentar y resolver problemas reales de transmisión de calor donde pueden estar presentes más de un mecanismo de transmisión de calor.
AISLAMIENTO TÉRMICO. OBJETIVOS
1. Calcular el espesor óptimo de aislante para una aplicación2.Calcular el espesor crítico de aislante para una aplicación3.Calcular pérdidas de calor conocidas las temperaturas superficiales tanto interna como externa de una tubería, o equipo4. Explicar el significado de términos como: espesor crítico de aislante, espesor óptimo de aislante, conductividad térmica.5. Resolver problemas reales de transmisión de calor en los que aparezcan combinados los tres mecanismos 6.Calcular coeficientes globales de transmisión de calor para distintas geometrías7.Cuantificar las resistencias a la transmisión de calor con objeto de hallar la/s etapa/s controlante/s y simplificar los cálculos
AISLAMIENTO TÉRMICO
Por qué se colocan los aislantes:1. Minimizar las pérdidas de calor o minimizar ganancias de calor (en caso de que el contenido esté por debajo T ambiente)2. Alcanzar T’s3. Poder transportar fluidos calientes a distancias grandes Ej: vapor generado en una caldera.4. Suprimir condensaciones5. Reducir el desgaste de equipos cuando está afectado a dilataciones debidas a diferencias de T6. Mejorar las condiciones de trabajo (Seguridad, evitar que el operario se queme).
Características de un buen aislante:
1.Baja conductividad calorífica y a poder ser cte. (Ej: materiales con burbujas de aire)
2. Ligero → no recargar el peso de las instalaciones
3. Incombustible e imputrefactivo
4. Que no sea atacado por roedores o insectos y que no ºcrie bichos
5.Inerte
6. Fácil de colocar
Materiales aislantes:
Lana de vidrio (hasta 400-450ºC)
Lana de roca ( algo más de 450ºC)
Cabul: T = 600 ºC
Poliuretano: temperaturas limitadas (Poliuretano proyectado en las paredes de las casas)
Materiales con burbujas de aire
Paneles rígidos
Formas de aislamientos:
Borra
Mantas→ Con soporte de papel
→ Con soporte de tela metálica
Coquillas
Formas de aislamientos:
Seda de vidrio
Formas de aislamientos:
Burlete: va tejido. Para válvulas y sistemas móviles.
Después del aislante se utiliza:
Planchas de aluminio
Aislamiento de equiposTuberíasDo < 4” → Coquillas y burleteDo > 4” → Fieltro con soporte de tela metálica
Brida → Pierde como 0.5 m de tubería
Válvula → Pierde como 2 m de tubería
Generadores de vapor:Ladrillo refractarioLadrillo aislanteFibra de vidrioLadrillo ordinario
Tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido
Pérdidas de calor desde una tubería aislada
+
+++
∆=
sCNradaa
a
ww
w
ii
total
md·)·hh(
1d··k
xd··k
xd··h
1T
Aq
ππππ
dw: diámetro medio logarítmico de la tuberíada: diámetro medio logarítmico del aislamientods: diámetro exterior del aislamientoxw, xa: espesores pared del tubo y del aislamientokw, ka: conductividad térmica del tubo y del aislamientohi, hCN, hrad
Espeso económico de aislante
Espesor
Coste anual
Coste aislamiento
Coste calor perdido
Coste total
Calor:Coste producirloInversión capitalInteresesDepreciaciónMantenimientoNº horas funcionam.
AislamientInversión Coste del dineroInteresesDepreciaciónMantenimient
Espesor crítico de aislantelas pérdidas de calor hacia los alrededores pueden aumentar en vez de disminuir.CuandoT’s -Tamb se compensa con el aumento de la superficie externa del tubo aislado
x: espesor aislanteTL
ro
ro + x
To
TA
AISLAMIENTO
q = h·2·π·L·(ro+x)·(TL – TA)
)TT·(k·
rxrLn
L··2
)TT·(k·x
r·L··2q
Lo
o
o
LoLn
−+
=
=−=
π
π
TL = f(x)q = f(x)
Para calcular el máximo → 0dxdq
= → orhkx −=
o
AoMAX
r·hkLn1
1·k)·TT·(L··2q+
−= π
Par x= 0 → TL=TC → qo = h·2·π·L·ro·(TL – TA)
q/qo
(q/qo)MAX
ro > k/h ro = k/h
ro < k/h
h·rkLn1
h·rk
o
o
o
MAX
+=
AISLAMIENTO TÉRMICO.OBJETIVOS
1. Calcular el espesor óptimo de aislante para una aplicación2.Calcular el espesor crítico de aislante para una aplicación3.Calcular pérdidas de calor conocidas las temperaturas superficiales tanto interna como externa de una tubería, o equipo4. Explicar el significado de términos como: espesor crítico de aislante, espesor óptimo de aislante, conductividad térmica.5. Resolver problemas reales de transmisión de calor en los que aparezcan combinados los tres mecanismos 6.Calcular coeficientes globales de transmisión de calor para distintas geometrías7.Cuantificar las resistencias a la transmisión de calor con objeto de hallar la/s etapa/s controlante/s y simplificar los cálculos