PRACTICA 6 Vasija Serpentin.docx

UNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA U.M.R.P.S.F.X.CH. – Facultad de Tecnl!"a

#$%ct&ca '( Inte$ca)*&ad$ de cal$ t&# +a,&-a  ,e$#ent"n

N)*$e,  ca$$e$a,(

Rodríguez Delgadillo Delgadillo Jessica Jessica – Ingeniería Industrial Vargas Flores Gustavo Gustavo – Ingenieria Industrial Industrial Zeballos Guevara Deisi Ninet– Ingeniera Industrial Mate$&a( Lab. Oeraciones !nitaria II /$u#( Jueves de ""#$$ – "%#$$ Fec0a de $eal&1ac&2n de la #$%ct&ca# &$ de octubre de &$"' Fec0a de ent$e!a del &n3$)e( &( de octubre de &$"' Dcente( Ing. )*+i,o -duardo rteaga /0llez

1ucre 2 3olivia

4R56/I6 N78 IN/-R6)3IDOR D- 6LOR /I4O V1IJ 9 1-R4-N/:N ".

IN/ROD!66I;N.2

-l interca,biador de calor de serentín< es un e=uio en donde el ,aterial a en>riar >lu?e or el interior de un serentín ,et*lico @un tubo enrrollado ara au,entar la suer>icie de contactoA =ue se suBeta en sus e+tre,os a una vasiBa cilíndrica o rectangular. -l serentín =ueda su,ergido or su arte e+terior en el lí=uido re>rigerante @a calentarA. 1e utiliza con >recuencia en los interca,biadores de calor =ue trabaBan a contracorriente. -ste ,odelo se utiliza cuando se desea e>ectuar la condensaciCn de vaores. @untes de rocesos =uí,icos de la !NID-GEA &.

O3J-/IVO1.2 &.". O3J-/IVO G-N-RL.2 Deter,inar las roiedades de los di>erentes >luidos ,ediante la utilizaciCn del rogra,a o so>tare. &.&. O3J-/IVO1 -14-6:FI6O1.2 "A Deter,inar las te,eraturas de entrada ? salida de a,bos >luBos. &A Deter,inar el coe>iciente de trans>erencia de calor. %A Deter,inar los >luBos ,*sicos de a,bos >luidos. A Deter,inar el calor cedido< calor ganado ? calor erdido. 8A 6o,arar resultados con valores teCricos. 'A 4rooner una ecuaciCn de c*lculo ara ! o en >unciCn a di< do< Hi< Ho ? n,eros adi,ensionalesA. (A 6o,render el >unciona,iento de un interca,biador de calor de tio serentín.

%.

F!ND)-N/O /-;RI6O.2

6o,o se ilustra en la >igura< se resenta un contra>luBo cuando los dos >luidos >lu?en en la ,is,a direcciCn ero en sentido ouesto. 6ada uno de los >luidos entra al interca,biador or di>erentes e+tre,os 9a =ue el >luido con ,enor  te,eratura sale en contra>luBo del interca,biador de calor en el e+tre,o donde entra el >luido con ,a?or te,eratura< la te,eratura del >luido ,*s >río se aro+i,ar* a la te,eratura del >luido de entrada. -ste tio de interca,biador resulta ser ,*s e>iciente. -n contraste con el interca,biador de calor de >luBo aralelo< el interca,biador de contra>luBo uede resentar la te,eratura ,*s alta en el >luido >río ? la ,*s baBa te,eratura en el >luido caliente una vez realizada la trans>erencia de calor en el interca,biador.

@IN/-R6)3IDOR-1 D- 6LOR O. . Jara,illo 6entro de InvestigaciCn en -nergía. !niversidad Nacional utCno,a de )0+ico Nove,ber &$< &$$(EA

/endría,os % di>erentes calores#   

Q cedido =W c∗Cpc∗(T 1−T 2)c 2 1 Q ganado =W f ∗Cpf ∗(T  −T  )f  Q perdido=U o∗ A o∗TLM 

Donde# i >luBo ,*sico del >luido i 6i 6alor esecí>ico del >luido i !o 6oe>iciente global de trans>erencia  o  5rea e+terior del tubo interior  /L) )edia logarít,ica 6alcula,os el calor cedido ? ganado ? or la relaciCn# KcKgM=  De donde# K=c2=g 6on esta relaciCn calcula,os = < con este valor ode,os calcular el valor de ! o de acuerdo a la siguiente ecuaciCn# U o =

Q perdido  A o∗TLM 

/eniendo el valor de ! o co,ara,os con el valor teCrico @valor obtenido or el so>tareA. 4ara calcular el valor de !o en >unciCn a los di*,etros< coe>icientes de convecciCn interno ? e+terno ? los n,eros adi,ensionales rocede,os de la siguiente ,anera# 6alcula,os la ,edia logarít,ica ,ediante la siguiente ecuaciCn#

∆TLM =

( t  −T  ) −(t  −T  ) ( t  −T  ) 1

2

ln

2

1

1

2

( t  −T  ) 2

1

6alcula,os el *rea e+terior del tubo tio serentín#  A o =π ∗d o∗ L 6alcula,os el coe>iciente global de trans>erencia# U o =

1

do d ∗ln ( d o / d i) 1 + o + d i∗h i ho 2∗k tub .

De donde# 1

0.14

 k   μ 0.8 hi= ∗0.027∗ℜ c ∗ Pr c3∗( ) di  μ o 1

0.14

 k   μ 0.8 ho = ∗0.027∗ℜf  ∗ Pr 3f  ∗( ) do  μo  μ

 su,i,os =ue  μ  es aro+i,ada,ente igual a "< or=ue se trata del ,is,o o >luido. 6alcula,os el n,ero de Re?nolds ara cada >luido# ℜc =

ℜf =

 ρc∗ c∗di  μc  ρ f ∗ f ∗d e!  μ f 

Donde# 4∗" f  d e! =  P # ∗d o∗ L Lee,os todas las roiedades de los >luidos de tablas< a una te,eratura ro,edio# T  pro$ %ca& =

t 1+ t 2 2

T  pro$ %fr'o =

T 1+ T 2 2

Los sub índices c< >< i< o< corresonden al >luido caliente< >río< tubería interna ? e+terna resectiva,ente. .

D-16RI46I;N D-L -4-RI)-N/O.2

.". )/-RIL.2      

-=uio de tubo tio serentín Inter>ace de interca,biador  Regulador de resiCn 1ensores de te,eratura /an=ue de agua 3o,ba

.&. 4RO6-DI)I-N/O -4-RI)-N/L.2 -ncende,os la inter>ace< abri,os las llaves corresondientes< encende,os la bo,ba ? esera,os a =ue el agua del tan=ue llegue a 8$76 ara e,ezar a to,ar los datos. 1e ,anda or el tubo serentín el >luido caliente ? or el e+terior en el tan=ue el >luido >río. -l tie,o en =ue grabar* los datos el so>tare ser*n '$ segundos. 1/ /e,eratura de entrada del >luido caliente. 1/8 /e,eratura de salida del >luido caliente. 1/" /e,eratura de entrada del >luido >río. 1/% /e,eratura de salida del >luido >río. 16" >luBo ,*sico del >luido caliente. 16& >luBo ,*sico del >luido >río. 1/"' /e,eratura del agua del tan=ue. KH   6alor cedido. Kl 6alor erdido. Kc 6alor ganado.

8.

65L6!LO1.2

/abla de datos obtenidos# st-1(ºC)

st-2(ºC)

st-3(ºC)

st-4(ºC) 39,4

st-5(ºC) 39,4

st-1(l/m) 1,6

st-2(l/m) 3,4

st-16(ºC) 45

23,9

23,1

20,8

25,8

24

20,9

44,3

44,3

1,6

3,8

50

26

24,3

21,1

48,1

48,1

1,6

2,5

55

24,8

24,1

21,2

21,2

50,7

1,7

3,2

60

cr

NTU

2,13754

0,228491

2,52

0,193

1,57797

0,309

1,9

0,272

/e,eratura del deCsito @6A 8 8$ %P