GUIAS DE PRACTICAS UDE-2012 Diseño Térmico

CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE
DISEÑO TÉRMICO
GUÍAS DE PRÁCTICAS
SANGOLQUÍ- ECUADOR
2012
ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
Laboratorio de Diseño Térmico
INTRODUCCIÓN
PROPÓSITO DE LAS PRÁCTICAS.
-
Reforzar la parte teórica consolidando los conocimientos a través del
desarrollo de prácticas en el laboratorio.
Incentivar la investigación, conocimiento y propiedades del los
elementos/materiales y sus aplicaciones.
Propiciar vínculos con el sector industrial/empresa con la finalidad de
conocer y concienciar la realidad tecnológica regional.
DESARROLLO DE LAS PRÁCTICAS.
-
-
Las prácticas desarrollarán los estudiantes después de haber
revisado la guía y realizado el trabajo preparatorio.
El trabajo preparatorio es individual/grupo.
El mismo que se entregado antes de realizar la práctica.
Se debe realizar un coloquio del trabajo preparatorio por parte de los
alumnos (individual/grupo) y el docente realizará los comentarios
aclaratorios del caso previas preguntas.
Los integrantes del grupo tienen que saber exactamente cuales son
los objetivos a alcanzarse antes de la ejecución de la práctica.
Se realizará en grupo, no mayor a cuatro estudiantes.
EJECUCION DE LA PRÁCTICA.
-
-
Se realizarán las prácticas en forma grupal en el que cada uno
tendrán valores distintos.
Las prácticas se llevarán a cabo por todos los integrantes del grupo
sin excepción, anticipándose en disponer de todos los
elementos/requerimientos necesarios para ejecutar la práctica.
Los informes de cada práctica tendrán un plazo de entrega de 8
días.
PRESENTACIÓN.
-
En la fecha prevista se expondrán los trabajos ejecutados en el que
en forma aleatoria se solicitarán a los integrantes de cada grupo
exponer una o más partes del trabajo preparatorio.
-
Durante y después de la exposición se formularán preguntas por
parte del profesor y el resto de estudiantes, los mismos que tendrán
que ser respondidos por los integrantes del grupo.
CALIFICACIÓN.
-
Dependiendo del esfuerzo ejercido por cada grupo (innovación,
metodología para alcanzar objetivos, exposición, respuestas a las
preguntas
planteadas,
conclusiones,
recomendaciones
y
presentación del informe), todos los integrantes obtendrán la misma
nota.
RECOMENDACIONES.
-
-
-
Las mismas que en todo laboratorio (referente al cuidado y
manipulación con equipos, aparatos, reactivos, etc.)
La utilización de accesorios de vidriería deben manejarse con
cuidado.
Para la utilización de los equipos y/o materiales de laboratorio
primero deberán recibir la explicación del funcionamiento y cuidado
por parte del docente/laboratorista.
El comportamiento disciplinario debe ser el correcto durante el
desarrollo de la práctica.
No utilizar equipos o materiales que no correspondan a la práctica
que se encuentran realizando.
Para la utilización de equipos y materiales de laboratorio siempre
deben utilizar las normas de uso y conexión.
El estudiante que no cumpla con las indicaciones expuestas por el
instructor no se le permitirá ejecutar las prácticas.
Revisar los equipos y accesorios entregados por parte del
docente/laboratorista antes de ejecutar la práctica, porque si
existiesen defectos o novedades serán responsables los integrantes
del grupo.
No consumir alimentos en el laboratorio.
PRESENTACIÓN DEL INFORME.
Los informes constarán de las siguientes partes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hoja de Presentación
Resumen de la práctica (120 palabras- Objetivo-Procedimiento-Resultados)
Tema
Objetivo(s) (Los objetivos a ser logrados por la práctica)
Marco teórico
Equipos y Materiales.
Procedimiento de la práctica
Análisis de resultados
Preguntas
-
Conclusiones y recomendaciones
Bibliografía.
Anexos (Hoja de toma de datos, Diagramas, fotos, simulaciones,
etc.)
El informe es una evidencia del aprendizaje, el cual deberá ser evaluado de
acuerdo a una rúbrica del mismo.
Se deberá guardar 3 ejemplares de los mismos: la nota más alta, la más baja y
el promedio.
HOJA DE PRESENTACIÓN
DEPARTAMENTO DE …………………………………………
CARRERA DE …………………………………………..
ASIGNATURA:………………………. NRC:……..
INFORME/TRABAJO PREPARATORIO
DE LABORATORIO No.
Profesor: __________________
INTEGRANTES
1. -----------2. -----------3. -----------4. -----------
FECHA - CIUDAD
Unidad Nº 1
GUÍA DE PRACTICA No. 1.1
Tema:
BANCO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR TD36
1. Objetivo(s).

Determinar la rata de transferencia de calor en intercambiadores de
simple fase, con flujo paralelo y en contracorriente.
2. Materiales y Equipos.
En la presente práctica se utiliza el Banco de Transferencia de calor TD36, que
dispone de los siguientes elementos:









2 rotámetros, para medir el caudal de los fluidos.
2 termostatos, para conectar y desconectar los calentadores cuando la
temperatura del fluido caliente excede los 80°C.
2 presostatos, para conectar y desconectar la unidad de refrigeración.
2 bombas, para suministrar fluido a los intercambiadores de 50
litros/min.
2 calentadores eléctricos de 3 kW cada uno, para calentar el un fluido.
1 Unidad de refrigeración con refrigerante R22.
1 Manómetro diferencial, para medir la caída de presión a lo largo del
tubo.
1 Tanque de fluido caliente.
1 Tanque de fluido frío.
Para inhibir la corrosión se añade al agua un químico, La solución es al 20% de
Glycol-etileno.

Se dispone de 4 mangueras de alta presión.
Los intercambiadores de calor son de dos tipos:

De simple paso (un tubo de cobre)
Diámetro exterior: 42 mm.
Diámetro interior: 39.6 mm.
Largo efectivo:
600 mm.

De multitubo (5 tubos de cobre)
Diámetro exterior: 22 mm.
Diámetro interior: 20,2 mm.
Largo efectivo:
600 mm.
Para medir las temperaturas de entrada y salida de los fluidos se disponen de 4
termómetros (-10°C a 110°C) y se tiene además 4 tomas de presión.
3. Procedimiento (Circuitos, Diagramas, Flujogramas, Pseudocódigos, tablas,
mecanismos, programas, etc.)
Verificar inicialmente el estado general del banco y de la instrumentación
disponible.
3.1
Seleccionar en los termostatos las temperaturas de trabajo.
3.2
Controlar el nivel de fluido tanto en el lado caliente como en el lado frío.
3.3
Encender el banco, manteniendo apagadas las bombas hasta obtenerse
las condiciones requeridas , estas se dan cuando el termostato de frío se
apaga (el tiempo necesario para el accionamiento de termostato es
aproximadamente 2 horas)
3.4
Se instala el intercambiador, acoplándolo al banco mediante las
mangueras de alta presión, de manera que se obtenga el tipo de flujo a
analizar.
3.5
Encender las bombas, seleccionar los caudales requeridos, purgar el
aire del intercambiador abriendo sus válvulas superiores (las dos
bombas simultáneamente).
3.6
Cuando las condiciones se han estabilizado en el intercambiador, se
procede a tomar las lecturas de los termómetros y anotar en la tabla
No.1.
3.7
Variar el flujo, ya sea el caliente o el frío según la tabla No.1 y repetir el
paso anterior.
3.8
Una vez concluida la lectura de los datos, cambiar el sentido de flujo e
iniciar la practica nuevamente, para lo cual se deben apagar las dos
bombas simultáneamente.
3.9
Repetir todos los pasos anteriores cambiando de intercambiador.
3.10 Una vez finalizada la practica apagar las bombas simultáneamente,
apagar el banco, desconectar el intercambiador.
TABULACIÓN DE DATOS:
Registrar los datos en las Tablas No.1 y No.2.
INTERCAMBIADORES DE CALOR DE FASE SIMPLE
Intercambiador de tubo simple
FLUJO EN PARALELO
Lado Frío
No. de Caudal Lado Caliente
prueba (lt/min) Ti (ºC) To (ºC) Ti (ºC) To (ºC)
1
5
2
10
3
15
4
20
5
25
6
FLUJO EN CONTRACORRIENTE
Lado Caliente
Lado Frío
Caudal
(lt/min)
Ti (ºC) To (ºC) Ti (ºC) To (ºC)
5
10
15
20
25
Calentadores de inmersión (KW)
Temperatura del termostato de frío (ºC)
Temperatura del termostato de caliente (ºC)
Caudal para fluido (lt/min) constante
Intercambiador multitubo
Calentadores de inmersión
Temperatura del termostato de caliente
Temperatura del termostato de frío
Caudal para fluido
(KW)
(ºC) .
(ºC)
( 1 t/min ) constante
Tabla No.2
No. de
prueba
1
2
3
4
5
FLUJO EN PARALELO
Lado Frío
Caudal Lado Caliente
(lt/min) Ti (ºC) To (ºC) Ti (ºC) To (ºC)
5
10
15
20
25
FLUJO EN CONTRACORRIENTE
Lado Caliente
Lado Frío
Caudal
(lt/min)
Ti (ºC) To (ºC) Ti (ºC) To (ºC)
5
10
15
20
25
CÁLCULOS, RESULTADOS Y GRÁFICOS

Utilizando las fórmulas de cálculo correspondientes determine el valor de
cada parámetro en las Tablas No.3 y No.4.

Presentar
un
ejemplo
de
cálculo
con
el
número
de
prueba
correspondiente.

Registrar los valores calculados en las Tablas No.3 y No.4.

Finalmente graficar:

Factor adimensional de transferencia de calor vs. caudal

Conductancia total vs. Caudal

Calor transferido vs. caudal
INTERCAMBIADORES DE CALOR DE SIMPLE FASE
Tabla No.3
TUBO SIMPLE
A= m2
MULTITUBO
A= m2
1
5
FLUJO
EN
CONTRACORRIENTE
U
Caudal
AT Q
(W/m2ºC
(lt/min)
(ºC) (W)
)
5
5
FLUJO
EN
CONTRACORRIENTE
U
Caudal
AT Q
(W/m
(lt/min)
(ºC) (W)
2ºC)
5
2
10
10
10
10
3
15
15
15
15
4
20
20
20
20
5
25
25
25
25
FLUJO EN PARALELO
No. de Caudal
prueba (lt/min)
U
(W/m2º
C)
AT Q
(ºC) (W)
FLUJO EN PARALELO
Caudal
(lt/min)
U
AT Q
(W/m2ºC) (ºC) (W)
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBO SIMPLE
Tabla No.4
FLUJO EN
CONTRACORRIENTE
FLUJO EN PARALELO
Caudal
(lt/min)
velocidad
Re
m/s
Nu
h
U
ATsal ATent AT
(W/m2ºC) (W/m2ºC) (ºC)
(ºC)
(ºC)
Q
(W)
ATsal ATent AT
(ºC)
(ºC)
(ºC)
Q
(W)
5
10
15
20
25
INTERCAMBIADOR DE CALOR MULTITUBO
Tabla No.5
FLUJO EN
CONTRACORRIENTE
FLUJO EN PARALELO
Caudal
(lt/min)
velocidad
Re
m/s
Nu
h
U
ATsal ATent AT
(W/m2ºC) (W/m2ºC) (ºC)
(ºC)
(ºC)
Q
(W)
ATsal ATent AT
(ºC)
(ºC)
(ºC)
Q
(W)
5
10
15
20
25
PREGUNTAS:
1. Describa las características y ecuaciones principales de un regenerador.
2. Explicar par que el coeficiente de transferencia de calor de fluidos
gaseosas tienen valores más elevados que los de fluidos líquidos.
3. ¿En que equipos de transferencia de calor se tiene intercambiadores de
fase simple?
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES:
4.
Bibliografía.
 Autor, nombre del texto, año de edición, edición.
GUÍA DE PRACTICA No. 1.2
Tema:
INTERCAMBIADORES DE CALOR AIRE - AGUA
1. Objetivo(s).

Determinar la rata de transferencia de calor en intercambiadores de
simple fase, con flujo paralelo y en contracorriente.
2. Materiales y Equipos.
Materiales y Equipos:

Para esta práctica se utiliza el equipo de transferencia de calor aire-agua
TD 37.
El aparato es esencialmente un intercambiador de calor de tubo
concéntrico, en el cual fluye aire caliente por el tubo central y es enfriado
por agua que fluye en el anillo.

Un ventilador de velocidad variable suministra aire filtrado. Un calentador
eléctrico de control variable suministra el calor el aire.

El tubo central es de cobre, el cual está centrado dentro de un tubo de
latón, para formar el anillo.

Se provee de termocuplas de cobre constantano, dos para medir la
temperatura del aire a la entrada y a la salida de la longitud de prueba y
dos conectadas en los mismos puntos anteriores para medir la
temperatura del tubo de cobre.

Estas termocuplas van conectadas a un termómetro electrónico. Dos
termómetros de Hg miden la temperatura del agua a la entrada y salida.

Dos manómetros miden la presión estática del aire a la salida del tubo
(rango 0 a 300mm H2O) y la caída de presión del aire a través de
longitud de prueba (rango 0 a 200 mm H2O).

Para medir flujo de agua se utiliza un vaso graduado y un cronometro.

Un tanque con agua colocado en la parte superior provee de un flujo
constante de agua.
3. Procedimiento (Circuitos, Diagramas, Flujogramas, Pseudocódigos,
tablas, mecanismos, programas, etc.)
La disposición de los equipos para la entrada y salida del agua es diferente,
dependiendo del tipo de flujo que se requiera analizar.
3.1
Encerar manómetros.
3.2
Comprobar baterías de termómetros electrónicos y encerarlo.
3.3
Abrir suministro de agua, con el flujo máximo por unos tres minutos,
elegir el sentido del mismo. A asegurarse del sangrado de las tuberías.
3.4
Cerrar los desagües.
3.5
Abrir válvula de entrada de agua.
3.6
Conectar interruptor, cuidando que el reóstato del calentador se halle en
sui posición as baja.
3.7
Incrementar paulatinamente la velocidad en ventilador.
3.8
Asegurar que el agua este fluyendo y el ventilador soplando antes de
accionar el control variable del calentador. La temperatura del aire no
debe exceder de los 260℃.
3.9
Ajustar el flujo de agua con el fin de obtener una elevación apreciable de
temperatura.
3.10 Inicialmente dejar de 20 a 30 minutos para que las temperaturas se
estabilicen, antes de tomar cualquier dato.
3.11 Dar nuevas condiciones de prueba y esperar 15 minutos para que las
condiciones se estabilicen.
3.12 Una vez terminada la practica retornar a cero la carga del calentador y
permitir que el ventilador gire a su máxima velocidad de 5 a 10 minutos,
de manera que el aparato se haya enfriado. Finalmente, drenar toda el
agua del aparato.
TABULACIÓN DE DATOS:
Registrar los datos en las Tablas No.1 y No.2.
CÁLCULOS, RESULTADOS Y GRÁFICOS



Utilizando las fórmulas de cálculo correspondientes determine el valor de
cada parámetro en las Tablas No.1 y No.2.
Presentar un ejemplo de cálculo con el número de prueba
correspondiente.
Registrar los valores calculados en las Tablas No.3 y No.4.

Cuadro Nº 1
INTERCAMBIADOR DE CALOR: AIRE- AGUA.
TIPO DE FLUJO:………………. PARALELO:…..
PARAMETRO
Temperatura del aire de entrada.
Temperatura del aire de salida.
Temperatura del tubo a la entrada.
Temperatura del tubo a la salida.
Temperatura del agua de entrada.
Temperatura del agua de salida.
Volumen de agua.
Tiempo de recolección.
Presión estática del aire a la salida.
Caída de presión del aire a lo largo
del tubo.
Amperaje.
Voltaje
Temperatura del ambiente.
SIMBOLOGIA
T1
T2
To1
To2
t1
t2
𝑉̅
Nº DE PRUEBA
t
P1
P
UNIDAD
℃
℃
℃
℃
℃
℃
lts.
S
mmH2O
mmH2O
I
Volt.
Ta.
A
V
℃
1

2
3
SIMBOLOGIA
T1
T2
5
6
7
5
6
7
Cuadro Nº 2
INTERCAMBIADOR DE CALOR: AIRE- AGUA.
TIPO DE FLUJO:………………. PARALELO:…..
PARAMETRO
Temperatura del aire de entrada.
Temperatura del aire de salida.
4
Nº DE PRUEBA
UNIDAD
℃
℃
1
2
3
4
Temperatura del tubo a la entrada.
Temperatura del tubo a la salida.
Temperatura del agua de entrada.
Temperatura del agua de salida.
Volumen de agua.
Tiempo de recolección.
Presión estática del aire a la salida.
Caída de presión del aire a lo largo
del tubo.
Amperaje.
Voltaje
Temperatura del ambiente.
t
P1
P
℃
℃
℃
℃
lts.
S
mmH2O
mmH2O
I
Volt.
Ta.
A
V
℃
To1
To2
t1
t2
𝑉̅

Cuadro Nº 3
INTERCAMBIADOR DE CALOR: AIRE- AGUA.
TIPO DE FLUJO:………………. PARALELO:…..
PARAMETRO
Flujo de aire
Flujo de agua.
Calor transferido o ganado.
Reynolds para el aire
Reynolds para el agua.
Prandtl para el aire.
Diferencia logarítmica media de
temp. agua
Diferencia logarítmica media de
temp. aire
Nº DE PRUEBA
SIMBOLOGIA
𝑚𝑎
̇
𝑚𝑤
̇
𝑄
𝑅𝑒𝑎
𝑅𝑒𝑤
𝑃𝑟𝑎
𝐷𝐿𝑀𝑇𝑤
UNIDAD
𝐾𝑔⁄𝑠
𝐾𝑔⁄𝑠
𝐾𝐽⁄𝑠
𝐷𝐿𝑀𝑇𝑎
℃
℃
1
2
3
4
5
6
7
Diferencia logarítmica media de
temp. Tubo.
Coeficiente transferencia calor airetubo.
Coeficiente transferencia calor
agua-tubo.
Coeficiente transferencia calor aireagua.
Nusselt para aire.
𝐷𝐿𝑀𝑇𝑇
℃
ℎ𝑎
𝑘𝑤⁄𝑚2 ℃
ℎ𝑤
𝑘𝑤⁄𝑚2 ℃
ℎ𝑜
𝑘𝑤⁄𝑚2 ℃
𝑁𝑢𝑎

Cuadro Nº 4
INTERCAMBIADOR DE CALOR: AIRE- AGUA.
TIPO DE FLUJO:………………. PARALELO:…..
PARAMETRO
Flujo de aire
Flujo de agua.
Calor transferido o ganado.
Reynolds para el aire
Reynolds para el agua.
Prandtl para el aire.
Diferencia logarítmica media de
temp. agua
Diferencia logarítmica media de
temp. aire
Diferencia logarítmica media de
temp. Tubo.
Coeficiente transferencia calor airetubo.
Coeficiente transferencia calor
agua-tubo.
Coeficiente transferencia calor aireagua.
Nusselt para aire.
Nº DE PRUEBA
SIMBOLOGIA
𝑚𝑎
̇
𝑚𝑤
̇
𝑄
𝑅𝑒𝑎
𝑅𝑒𝑤
𝑃𝑟𝑎
𝐷𝐿𝑀𝑇𝑤
UNIDAD
𝐾𝑔⁄𝑠
𝐾𝑔⁄𝑠
𝐾𝐽⁄𝑠
𝐷𝐿𝑀𝑇𝑎
℃
𝐷𝐿𝑀𝑇𝑇
℃
ℎ𝑎
𝑘𝑤⁄𝑚2 ℃
ℎ𝑤
𝑘𝑤⁄𝑚2 ℃
ℎ𝑜
𝑘𝑤⁄𝑚2 ℃
𝑁𝑢𝑎
℃
1
2
3
4
5
6
7
El sistema está protegido por un termostato, como precaución y corta el
suministro de anergia al calentador si la temperatura del aire a la entrada del
tubo excede de los 260℃.
A continuación se presenta un esquema del equipo.
Sección A-A
Fig. Nº. 2: Esquema del Equipo.
PREGUNTAS:
1. Con la ayudad de gráficos, realice una comparación energética de los
lujos paralelos y a contracorrientes.
2. Comente sobre el coeficiente de transferencia térmica global
3. Haga un análisis de los efectos de la caída de presión a través de los
elementos de un intercambiador de calor.
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES:
4.
Bibliografía.
 Autor, nombre del texto, año de edición, edición.
Unidad 2
GUÍA DE PRACTICA No. 2.1
Tema:
BANCO DE INTERCAMBIADOR DE CALOR ACEITE-AGUA
1. Objetivo(s).


Investigar el comportamiento de diferentes tipos de aceite API en los I.C.
Demostrar además por medio de la práctica que los datos obtenidos
corresponden a las fórmulas existentes para el diseño de
intercambiadores de calor.
2. Materiales y Equipos.
Elementos y partes de un intercambiador de calor:
Los elementos y partes de un intercambiador de calor varían según el tipo de
intercambiador de calor que se va a utilizar y la aplicación que se quiere
efectuar, pero en sí, las partes generalmente son iguales.
El intercambiador de calor costa con las siguientes partes:
 Cabezal
 Tubos
 Placa de tubos
 Coraza
 Toberas
 Deflectores
Tipos de intercambiadores de calor:
Existen varias formas de clasificar a los intercambiadores de calos, una de ellas
es por sus componentes por ejemplo:
 Tubos concéntricos
 Tubos y coraza
 De placas
Otra forma puede ser por el flujo:
 Flujo paralelo
 Flujo contracorriente
 Flujo cruzado
3.
Procedimiento (Circuitos, Diagramas, Flujogramas, Pseudocódigos, tablas,
mecanismos, programas, etc.)
PROCEDIMIENTO:
Identificación de los equipos a utilizar:
3.1
El alumno debe conocer con anterioridad cada uno de los equipos a ser
utilizados para manipularlos de la mejor manera para que su uso sea
seguro para el operador y para el cuidado del equipo.
Preparación de sistemas:
3.2 La preparación de sistemas requiere su encendido con un tiempo antes
a la iniciación de las prácticas para que los fluidos calo portadores
lleguen a la temperatura requerida.
3.3 Sistemas de refrigeración: En este sistema se tiene un interruptor
encendido el cual se en encuentra en el panel de control donde al cerrar
el circuito comenzará el proceso de enfriamiento del fluido que se
encuentra en el depósito de agua el cual por medio de un evaporador
conectado al sistema de refrigeración de 6447,26 W. Genera un
intercambio de calor entre el refrigerante R-134a y el agua creando un
banco de hielo para llegar a la temperatura del agua alrededor de 2°C
temperatura requerida para ingresar al intercambiador de calor de este
fluido.
3.4 Sistema de calentamiento: El sistema de calentamiento depende de
una resistencia que se encuentra dentro del tanque de aceite sumergida
completamente de 1,5 kW de potencia la cual se encargará de
incrementar por medio de conducción térmica por contacto a 60°C,
temperatura requerida para ingresar al intercambiador de calor y ser
regularizada por un termostato que no permitirá que sobrepase el valor
requerido.
3.5 Encendido del sistema de circulación: El sistema de circulación
consta principalmente de bombas las cuales realizaran el proceso de
movimiento del fluido por medio de la tubería desde los recipientes de
almacenamiento de flujo hasta los intercambiadores de calor, de los
cuales es muy importante hacer circular un minuto antes la bomba de
circulación de agua que la del aceite ya que el flujo de mayor masa será
el fluido frío.
ADQUISICIÓN DE DATOS:
Después de tener estable los flujos por medio de los caudalímetros entonces
se puede tomar los datos con una separación de tiempo de no más 8 minutos
para realizar la toma de 6 datos por situación en caso de mantener un fluido a
caudal constante y variar el otro, esto se realizará para las cuatro situaciones:
I.C TUBO CONCÉNTRICO FLUJO PARALELO
Tubo concéntrico contra flujo
ADQUSICIÓN DE DATOS
TEMPERATURA °C
#
1
2
3
4
5
6
Thi
Tho
Tci
Flujo másico kg/seg
Tco
mh
mc
Tiempo
(minutos)
t
I.C TUBO Y CORAZA (4 Tubos) FLUJO PARALELO
MULTITUBO 4 Tubos flujo paralelo
ADQUSICIÓN DE DATOS
TEMPERATURA °C
#
1
2
3
4
5
6
Thi
Tho
Tci
Flujo másico kg/seg
Tco
mh
mc
Tiempo
(minutos)
t
I.C TUBO CONCÉNTRICO CONTRA FLUJO
Tubo concéntrico contra flujo
ADQUSICIÓN DE DATOS
TEMPERATURA °C
#
1
2
3
4
5
6
Thi
Tho
Tci
Flujo másico kg/seg
Tco
mh
mc
Tiempo
(minutos)
t
I.C TUBO Y CORAZA (4 Tubos) CONTRA FLUJO
MULTITUBO 4 Tubos flujo paralelo
ADQUSICIÓN DE DATOS
TEMPERATURA °C
#
1
2
3
4
5
6
Thi
Tho
Tci
Flujo másico kg/seg
Tco
CÁLCULOS GENERALES:











Calor específico:
Densidad:
Viscosidad:
Conductividad térmica:
Prandtl:
Temperaturas de entrada y flujo másico:
Número de Nusselt:
Coeficiente de transferencia de calor h:
Coeficiente global de transferencia de calor:
DMLT:
Ecuación general de intercambiador de calor:
mh
mc
Tiempo
(minutos)
t
TABLA DE RESULATDOS:
Tubo y coraza concéntrico paralelo.
#
1
2
3
4
5
6
Qh
Qc
#
1
2
3
4
5
6
Nuo
Nui
TABULACIÓN DE DATOS
Qm
DMLT
ho
hi
Rei
Reo
F
Uo
Uex
%Error
Tubo y coraza concéntrico contra flujo:
#
1
2
3
4
5
6
Qh
Qc
#
1
2
3
4
5
6
Nuo
Nui
TABULACIÓN DE DATOS
Qm
DMLT
ho
hi
Rei
Reo
F
Uo
Uex
%Error
Tubo y coraza multitubo en flujo paralelo:
#
1
2
3
4
5
6
Qh
Qc
#
1
2
3
4
5
6
Nuo
Nui
TABULACIÓN DE DATOS
Qm
DMLT
ho
hi
Rei
Reo
F
Uo
Uex
%Error
Tubo y coraza multitubo en contraflujo:
#
1
2
3
4
5
6
Qh
Qc
#
1
2
3
4
5
6
Nuo
Nui
TABULACIÓN DE DATOS
Qm
DMLT
ho
hi
GRÁFICAS DE COMPORTAMIENTO:
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
4.
Bibliografía.
 Autor, nombre del texto, año de edición, edición.
Rei
Reo
F
Uo
Uex
%Error
Unidad 3
GUÍA DE PRACTICA No. 3.1
Tema:
TORRE DE ENFRIAMIENTO
1. Objetivo(s).

Realizar un balance de energía de las corrientes de aire y de agua que
circulan en contra flujo a través de la torre.

Emplear la primera ley de la termodinámica.

Desarrollar destrezas en el uso de las cartas psicométricas.

Determinar las propiedades psicométricas del aire y la energía que este
absorbe del agua.
2. Materiales y Equipos:

Una torre de enfriamiento es una torre con varias secciones a través de
las cuales circula una corriente de agua y de aire en contra flujo con la
finalidad de enfriar a la corriente de agua que entra caliente.

La torre de enfriamiento posee un ventilador que envía el aire desde la
parte inferior de la torre hacia arriba, dicho aire sale como una
chimenea, con las compuertas podemos regular el flujo de aire, la
curvatura en la tubería sirve para que el aire gane turbulencia.

El tanque de agua se encuentra en la parte superior de la torre, por lo
que debido a la gravedad el agua gotea, el flujo del agua también es
regulable.

Finalmente la función de las resistencias en calentar el agua.
ESQUEMA DEL EQUIPO:
3.
Procedimiento (Circuitos, Diagramas, Flujogramas, Pseudocódigos, tablas,
mecanismos, programas, etc.)
3.1.
Encender la torre de enfriamiento.
3.2.
Regular el caudal de agua y aire que circularán por la torre.
3.3.
Antes de tomar los datos es necesario esperar cinco minutos; los
datos se obtienen mediante un software para cada nivel de agua.
3.4.
El proceso descrito anteriormente debe repetirse luego de
encender las resistencias una por una.
3.5.
Cuando el ensayo se ha realizado para todas las resistencias se
debe regular una vez más el caudal, posteriormente apagar todas
las resistencias.
3.6.
Repetir el proceso regulando el caudal.
TABULACIÓN DE DATOS
AIRE
Resistencia
[KW]
1
2
3
Caudal de Aire
[m3/h]
Caudal de Agua
[lt/min]
Estación
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
Temperatura
[ºC]
Humedad Relativa
[%]
AGUA
Temperatura [ºC]
4
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
1
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
2
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
3
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
4
Entrada
1
2
3
4
5
Salida
Propiedades
Entrada
Resistencia
[KW]
1
2
3
Contenido
de Agua
[lbm agua/
lbm aire
seco]
Entalpía
[BTU/lbm aire
seco]
Salida
Volumen
Específico
[pie3/lbm aire
seco]
Contenido de
Agua [lbm agua/
lbm aire seco]
Entalpía
[BTU/lbm aire
seco]
4
5
6
7
8
TABLA DE RESULTADOS:
Resistencia [KW]
Caudal de Aire
[m3/h]
Caudal de Agua
[lt/min]
Calor ganado por
el aire [BTU/h]
1
2
3
4
1
2
3
4
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES:
4.
Bibliografía.
 Autor, nombre del texto, año de edición, edición.
Calor de salida
del sistema
[BTU/h]
DEPARTAMENTO DE…………………………………………
CARRERA DE………………………………………………
ASIGNATURA:…………………….
TRABAJO PREPARATORIO
LABORATORIO No. 1.1
Tema de la práctica:……………………………………………
Realizado por:………………………
1) Consultar sobre:
1. ……………………..
2. ……………………..
3. ……………………..
4. ……………………..
2) En el circuito calcule:…./Realice un programa que: ……../En el
mecanismo siguiente: …………../En la estructura:……………/En el
mapa satelital:………
3) Realice la simulación de:………/Programe en ………../Realice las
mediciones de:…………………..
4) Preguntas:
1. ………………………..
2. ………………………..
3. ……………………….
4. ……………………….
5. ……………………….
Fecha: ………………………..