VASIJA ENCAMISADA

1. INTRODUCCION:

Un equipo de intercambio de calor es un aparato que transfiere energía térmica desde un fluido a alta temperatura hacia un fluido a baja temperatura con ambos fluidos moviéndose a través del aparato. Algunos ejemplos de intercambiadores de calor en la vida diaria lo constituyen el radiador de un automóvil y el calentador de agua doméstico. En industrias químicas y plantas de energía se utilizan ampliamente los intercambiadores de calor. El rango de temperaturas, las bases de los fluidos. La cantidad de energía térmica que se debe transferir y la caída de presión permitida para los fluidos fríos o calientes, determinan la configuración del intercambiador de calor para una aplicación dada. En la práctica, se usara un Intercambiador de Calor de Vasija Encamisada que nos permite el estudio de la transferencia de calor entre el agua caliente que circula por una camisa y el agua fría que está contenida en la vasija.

Puede trabajar con alimentación continua o con proceso por lotes, calentamiento de una masa constante de agua contenida en una vasija. El intercambiador nos permite medir las temperaturas a la entrada y la salida del mismo, tanto en el agua fría como en el agua caliente.

2. FUNDAMENTO TEORICO:

Conducción: Es la transferencia de calor que se produce a través de un medio

estacionario, que puede ser un sólido, cuando existe una diferencia de

temperatura.

q=−K∗A∗(T 2−T 1 )

X

Convección: La convección es una de las tres formas de transferencia de

calor y se caracteriza porque se produce por medio de un fluido (líquido o gas)

que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección

se produce únicamente por medio de materiales fluidos. Lo que se llama

convección en sí, es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido,

por ejemplo: al trasegar el fluido por medio de bombas o al calentar agua en

una cacerola, la que está en contacto con la parte de abajo de la cacerola se

mueve hacia arriba, mientras que el agua que está en la superficie, desciende,

ocupando el lugar que dejó la cacerola caliente.

qc=mc∗Cpc∗(Tc ,o−Tc , i )

qh=mh∗Cph∗(Th ,o−Th , i )

Intercambiador de calor: Un intercambiador de calor es un dispositivo

diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una

barrera o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos

de calefacción, refrigeración, acondicionamiento de aire, producción

de energía y procesamiento químico.

Un intercambiador típico es el radiador del motor de un automóvil, en el que el

fluido caloportador, calentado por la acción del motor, se enfría por la corriente

de aire que fluye sobre él y, a su vez, reduce la temperatura del motor

volviendo a circular en el interior del mismo.

Coeficiente global de transferencia de calor: Existen ciertos tipos de

problemas, principalmente relacionados con intercambiadores de calor, donde

es conveniente simplificar el cálculo del calor, esto se realiza incorporando el

concepto de coeficiente global de transferencia de calor, U, el cual se relaciona

con el calor mediante la siguiente ecuación:

q=U∗A∗LMTD

Y esta a su vez se puede calcular de manera individual de la siguiente

ecuación:

1U∗A

= 1hh∗π∗D∫¿

+Rf , c+ ln ¿¿¿

Diferencia de temperatura media logarítmica: La diferencia de temperatura

media logarítmica (LMTD) es usada para determinar la fuerza que impulsa la

transferencia de calor en sistemas de flujo, particularmente en

intercambiadores de calor.

LMTD=∆T A−∆T B

ln( ∆T A∆T B )3. OBJETIVO:

Realizar el balance global de energía en el intercambiador calculando el

calor cedido por el fluido caliente, el calor ganado por el fluido frio y las

pérdidas de calor. Calcular la diferencia de temperaturas media

logarítmica y el coeficiente global de transferencia de calor.

4. PROCEDIMIENTO:

1.- Comprobar que las válvulas están abiertas y que tenemos configuración en

flujo paralelo.

2.- Comprobar que el depósito de calentamiento está lleno de agua, por encima

del interruptor de nivel.

3.- Comprobar que la válvula AV9 está abierta y que al válvula AV10 está

cerrada.

4.- Encender la bomba y la resistencia (alimentación del equipo).

5.- Fijar la temperatura del depósito en 50ºC.

6.- Fijar la velocidad de giro del agitador en 500 rpm.

7.- Anotar las medidas de temperaturas y caudales en la hoja experimental.

8.- Repetir los pasos 5 y 6 para las distintas temperaturas del agua del

depósito: 55ºC y 60ºC.

9.- Una vez realizadas las medidas, calcular el calor cedido por el agua

caliente, el calor absorbido por el agua fría, las pérdidas de calor, la diferencia

de temperaturas media logarítmica y el coeficiente global de transferencia de

calor.