9. Calentamiento de Líquidos - Andres Echeverri
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS
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Que es?• Se refiere a las aplicaciones industriales,
comerciales o residenciales queinvolucran calentamiento de un líquido o
solución.
• Por lo general estas soluciones son a
base de agua o aceite.
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Como se puede hacer?
• Con vapor.
• Con energía eléctrica• Con aceite térmico
• Con candela• Con aire
• Por convección
• Ustedes me dirán…..pero a nosotros nosinteresa: La candela!
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• Algunasaplicaciones:
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Tanques Calentamiento de Agua
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Tanques para Lavado Spray
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Tanques para Tratamientos
superficiales
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Cocción de Alimentos
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Freidoras Industriales
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Calderas
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También nos podemos relajar
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O tal vez no tanto!!!!
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Baño María
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Métodos:
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SISTEMAS EXTERNOS
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas externos)
Calentador de agua
industrial. Alrededor de
30-50% de eficiencia
cuando esta nuevo
Cafetera. 30-50%
eficiencia
Calentador de agua a
gas. Alrededor de 40-
65% de eficiencia
cuando esta nuevo
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas externos)
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas externos)
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SISTEMAS INMERSOS
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas inmersos)
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas inmersos)
Í
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas inmersos)
Puerto sellado.
Eficiencia 60 – 70%
Puerto abierto.Eficiencia 50 – 60%
Puerto sellado y quemador
de alta velocidad.
Eficiencia 60-85%
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas inmersos, perfil convencional para tubo
inmerso, quemador TFB)
Solución
Pelicula de gas muerta
Pared tubo
llama
Í
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas inmersos, perfil convencional para tubo
sumergido, quemador IJ)
Solucion
PeliculaPelicula de gasde gas muertamuerta
Pared tubo
llamallama
Í
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas inmersos, perfil convencional para tubo sumergido, quemador IJ)
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Eficiencia vs. longitud del tubo
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El mismo calor en una area menor
Immerso-Jet Tube
4" Dia., 30 feet long76mm Dia., 9m long
Conventional Tube6" Dia., 37 feet long
150mm Dia., 11m long
60"
1500mm
40"
760mm
89" (2260mm)
108" (2740mm)
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Tube
Diameter
IP (low velocity)
Input/ air pressure
IJ (high velocity)
Input/ air pressure
IJ (high velocity)
Input/ air pressure
2” .2 MMBtu/hr/ 6” .25 MMBtu/hr/ 10”
3” .45 MMBtu/hr/ 6” .55 MMBtu/hr/ 10”
4” .3 MMBtu/hr/ 6” .8 MMBtu/hr/ 6” 1 MMBtu/hr/ 10”
5” .6 MMBtu/hr/ 10”
6” 1.0 MMBtu/hr/ 10” 2 MMBtu/hr/ 10” 2.5 MMBtu/hr/ 15”
8” 2.0 MMBtu/hr/ 10” 3.5 MMBtu/hr/ 15”
10” 3.0 MMBtu/hr/ 10”
12” 4.0 MMBtu/hr/ 15”
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Datos de transferencia de energía
para sistemas inmersos
Tipo de sistema (Energia Btu/in2)
Atmosferico sin ventilador (“IB”) 12,000 Btu/In2
Atmosférico con Eductor (“IB”) 20,000 Btu/in2
Quemadores paquete (IP) 30,000 Btu/in2
Quemadores (TFB) 50,000 Btu/in2
Quemadores (IJ) 90,000 Btu/in2
P Di ñ Si t
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Para Diseñar un Sistema
• Se hace un balance energético para
determinar la potencia requerida en elsistema, por ejemplo:
• Libras por hora a calentar*Delta T/t
L d t i l fi i i
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Luego se determina la eficiencia
• Mientras mas largo el tubo mas eficiente, las eficiencias
típicas están entre 70 y 85%, no se quiere mas
eficiencia por la condensación.
De ahí se determina la potencia del
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De ahí se determina la potencia del
quemador….• Se compara la potencia del quemador la máxima
potencia tolerada por el tubo, si la potencia del
quemador es mayor que la que acepta el tubo se debeincrementar el tamaño de este:
R d i l
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Recomendaciones para la
instalación
• Exhosto
• Tuberias
• Drenados
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SISTEMAS SUMERGIDOS
CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas sumergidos)
SINGLE TUBESINGLE TUBE MANIFOLD TYPEMANIFOLD TYPE
CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas sumergidos)
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS
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CALENTAMIENTO DE LÍQUIDOS(sistemas sumergidos)
(eficiencia de un quemador sumergido quemando gasnatural al nivel del mar)
100
80
60
40
20
060 80 10
0
12
0
14
0
16
0
18
0
20
0Water Temperature,O
F
% T
h e r m a l E f f i c i e n c y
Resumen
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Resumen
– Podemos calentar líquidos con electricidad,
vapor, candela, etc.
– Los tres métodos utilizados son: por debajo,
inmerso y sumergido….
– lo óptimo es enemigo de lo bueno.