Coeficiente global de transferencia de calor

Vista previa del material en texto

COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR 
Objetivos.
Determinar experimentalmente el coeficiente global de transferencia de calor 
Objetivos específicos.
Diseñar un prototipo de intercambiador de calor
Obtener datos de temperatura y medidas para la obtención de MLTD 
Marco teórico.
Mecanismos de la transferencia de calor. Hay tres formas diferentes en las que el calor puede pasar de la fuente al recibidor, aun cuando muchas de las aplicaciones en la ingeniería son combinaciones de dos o tres. Estas son, conducción, convección y radiación.
Conducción: Consiste en la transferencia de calor entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente temperatura sin que se produzca transferencia de materia entre ellos
Convección: La convección es la transferencia de calor entre partes relativamente calientes y frías de un fluido por medio de mezcla. Supóngase que un recipiente con un líquido se coloca sobre una llama caliente. El líquido que se encuentra en el fondo del recipiente se calienta y se vuelve menos denso que antes, debido a su expansión térmica. El líquido adyacente al fondo también es menos denso que la porción superior fría y asciende a través de ella, transmitiendo su calor por medio de mezcla conforme asciende. La transferencia de calor del líquido caliente del fondo del recipiente al resto, es convección natural o convección libre.
Radiación: La radiación es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas. Una onda electromagnética es una forma de transportar energía (por ejemplo, el calor que transmite la luz del sol).
Los intercambiadores de calor son  dispositivos cuya función es transferir el calor de un fluido a otro de menor temperatura. La transferencia de calor se produce a través de una placa metálica o tubo que favorezca el intercambio entre fluidos sin que estos se mezclen.
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=Calor 
A= Trayectoria 
MLDT=Media logarítmica de temperatura 
Materiales.
· 1 intercambiador de calor (Prototipo)
· 2 bombas de recirculación
· 4 Termómetros.
· Mechero bunsen.
· Cronometro 
Procedimiento.
1. Instalar el prototipo.
2. Tomar medidas del prototipo. (Radio interno y radio externo, longitud.)
3. Medir el caudal que pasará por el intercambiador.
4. Medir las temperaturas iniciales y finales del intercambiador cada determinado tiempo.
Diagrama de flujo.
Datos recolectados y evidencia fotográfica.
	Fotografía
	Descripción
	Valor
	
	Prototipo de intercambiador de calor que consiste en un tubo de PVC de 2 ½ plg como coraza y un tubo de cobre como tubo interior de ½ plg.
	
	
	Se utilizó una probeta de un litro para medir el caudal de ambas corrientes; la fría y la caliente. Tomando el tiempo en que la probeta se llena.
	· Caudal en corriente fría (Coraza): 0.0481 L/s
· Caudal en corriente caliente: 0.0368 L/s
	
	Para la salida de fluido caliente, éste llegaba al contenedor amarillo donde te tomaba la temperatura de salida, para realizar los cálculos y así poder obtener el coeficiente global de transferencia de calor.
Cabe destacar que debido a que es la temperatura de salida, ésta debe ser menor a la temperatura de entrada de la corriente caliente, debido que ya se produjo una transferencia de calor.
	T2 = 55 °C
	
	
	
	
	Se toma la temperatura de entrada de la corriente caliente. 
	T1= 60 °C
	
	Usando un termómetro se determina la temperatura de salida de la corriente de agua fría
	t2= 22°C
Cálculos.
t1=20 °C
t2=22 °C
T2= 55 °C
T1= 60 °C
Cálculo del U práctico
Cálculo de MLDT
Balance de Energía
Área de transferencia de calor.
Coeficiente global de transferencia de calor U
Conclusión.
Se realizó un prototipo de un intercambiador de calor de doble tubo, utilizando como materiales tubo de PVC y tubo de cobre; por los cuales se hizo pasar agua a diferentes temperaturas y así poder ver un cambio de éstas a la salida en cada de uno de los extremos.
Dado las condiciones del experimento, podemos notar que se realizó de manera correcta ya que se observa que sí hubo un cambio en las temperaturas de entrada con respecto a las temperaturas de salida. Se hizo pasar el agua caliente por el tubo de cobre (tubo interior), debido a que sabemos que el cobre es un buen conductor de calor.
Cabe destacar que no se logró un gran incremento de temperatura en la corriente de agua fría debido a dos factores principales:
1. Se necesita un flujo másico de agua más grande para lograr esto.
2. Manejo de una temperatura más alta en la corriente de agua caliente.
Referencias. 
1. Foust, A. Principios de Operaciones Unitarias. Séptima Edición. Compañía Editorial Continental. 
Intalar el prototipo
Tomar medidas del prototipo
Medir el caudal que pasará por el intercambiador
Medir las temperaturas inciales y finales
 
COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR 
 
Objetivos.
 
Determinar experimentalmente 
el coeficiente global de transferencia de calor 
 
Objetivos específicos.
 
Diseñar un prototipo de intercambiador de calor
 
Obtener datos de temperatura y medidas para la obtención de MLTD 
 
Marco teórico
.
 
Mecanismos de la transferencia de calor. Hay tres forma
s diferentes en las que el calor puede pasar 
de la fuente al recibidor, aun cuando muchas de las aplicaciones en la ingeniería son combinaciones 
de dos o tres. Estas son, conducción, convección y radiación.
 
Conducción
: Consiste en la transferencia de calor
 
entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a 
diferente temperatura sin que se produzca transferencia de materia entre ellos
 
Convección
:
 
La convección es la transferencia de calor entre partes relativamente calientes y frías de 
un fluido por medio de mezcla. Supóngase que un recipiente con un líquido se coloca sobre una llama 
caliente. El líquido que se encuentra en el fondo del recipiente
 
se calienta y se vuelve menos denso 
que antes, debido a su expansión térmica. El líquido adyacente al fondo también es menos denso que 
la porción superior fría y asciende a través de ella, transmitiendo su calor por medio de mezcla 
conforme asciende. La t
ransferencia de calor del líquido caliente del fondo del recipiente al resto, es 
convección natural o convección libre.
 
Radiación:
 
La
 
radiación
 
es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en 
forma de ondas electromagnéticas o p
artículas. Una onda electromagnética es una forma de 
transportar energía (por ejemplo, el calor que transmite la luz del sol).
 
Los intercambiadores de calor son
 
 
dispositivos cuya función es transferir el calor de un fluido a otro 
de menor temperatura. La 
transferencia de calor se produce a través de una placa metálica o tubo que 
favorezca el intercambio entre fluidos sin que estos se mezclen.
 
 
COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR 
Objetivos. 
Determinar experimentalmente el coeficiente global de transferencia de calor 
Objetivos específicos. 
Diseñar un prototipo de intercambiador de calor 
Obtener datos de temperatura y medidas para la obtención de MLTD 
Marco teórico. 
Mecanismos de la transferencia de calor. Hay tres formas diferentes en las que el calor puede pasar 
de la fuente al recibidor, aun cuando muchas de las aplicaciones en la ingeniería son combinaciones 
de dos o tres. Estas son, conducción, convección y radiación. 
Conducción: Consiste en la transferencia de calor entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a 
diferente temperatura sin que se produzca transferencia de materia entre ellos 
Convección: La convección es la transferencia de calor entre partes relativamente calientes y frías de 
un fluido por medio de mezcla. Supóngase que un recipiente con unlíquido se coloca sobre una llama 
caliente. El líquido que se encuentra en el fondo del recipiente se calienta y se vuelve menos denso 
que antes, debido a su expansión térmica. El líquido adyacente al fondo también es menos denso que 
la porción superior fría y asciende a través de ella, transmitiendo su calor por medio de mezcla 
conforme asciende. La transferencia de calor del líquido caliente del fondo del recipiente al resto, es 
convección natural o convección libre. 
Radiación: La radiación es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en 
forma de ondas electromagnéticas o partículas. Una onda electromagnética es una forma de 
transportar energía (por ejemplo, el calor que transmite la luz del sol). 
Los intercambiadores de calor son dispositivos cuya función es transferir el calor de un fluido a otro 
de menor temperatura. La transferencia de calor se produce a través de una placa metálica o tubo que 
favorezca el intercambio entre fluidos sin que estos se mezclen.