7/21/2019 Batería de Calentamiento

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Laboratorio de procesos I2015-07-15

Batería de calentamiento,Preinforme de laboratorio.

Presentado por:

Lina María Abril Moreno Cod: 2110009

Deisy Johana Duque Cod: 20915!

María Ale"andra #ualdr$n Cod: 211005

Daniel %in&$n 'onse&a Cod: 210!(!)

Dante Johan *ayona Cod: 212!)05

Luisa +rti, #$-e, Cod: 211!2)1

.ti/enson .ando/al Cod: 2120)1

Ca-ilo duardo .ando/al Cod: 211000)

INTRODUCCIÓN 

La transeren&ia de &alor desarrolla un papel unda-ental dentro de la industria

quí-i&a y en 3ran parte de los pro&esos4 ya sea para &u-plir la un&i$n de

retirar o su-inistrar el &alor que se ne&esita para lle/ar a &abo una rea&&i$n4

&on el in de obtener una produ&&i$n $pti-a y ei&iente4 o si-ple-ente

-antener el siste-a en un deter-inado ran3o de opera&i$n sto se lo3ra

-ediante los -e&anis-os de transeren&ia de &alor4 los &uales son:

&ondu&&i$n4 &on/e&&i$n y radia&i$n

n la industria e in3eniería4 los equipos utili,ados &o-o los inter&a-biadores

de &alor4 las &alderas4 los &ondensadores4 los radiadores4 los &alentadores4 los

hornos4 los reri3eradores y los &ole&tores solares est6n dise7ados to-ando en

&uenta el an6lisis de la transeren&ia de &alor

s unda-ental que en el desarrollo de la pr6&ti&a se adquiera la &apa&idad y

habilidad de &ono&er y operar el pro&eso y el un&iona-iento del equipo

8inter&a-biador de &alor4 &on el in de tener un -e"or dese-pe7o en la

industria quí-i&a

OBJETIVOS 

ener &laros los &on&eptos a&er&a de la transeren&ia de &alor4 su

deini&i$n4 un&i$n4 -e&anis-os e i-portan&ia en la industria e

in3eniería Cono&er el un&iona-iento del inter&a-biador de &alor 8batería de

&alenta-iento y estar en &apa&idad de operarlo

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Dieren&iar y &o-prender los en$-enos ísi&os y quí-i&os presentes

en el un&iona-iento de una batería de &alenta-iento Cal&ular el &oei&iente 3lobal de transeren&ia de &alor

;allar las p<rdidas totales de &alor4 por&enta"e de a3ua e/aporada

y la respe&ti/a ei&ien&ia del siste-a

MARCO TEÓRICO 

La ener3ía e=iste en /arias or-as4 una de ellas es el &alor4 que se puede

transerir de un siste-a a otro &o-o resultado de la dieren&ia de te-peraturas

La &ien&ia que trata de la deter-ina&i$n de las ra,ones de esa transeren&ia es

la transeren&ia de &alor

La transeren&ia de &alor se da de una or-a si-ult6nea4 donde la ener3ía /ade la sustan&ia de -ayor te-peratura a la de -enor te-peratura n

&onse&uen&ia la te-peratura del pri-er ob"eto de&re&e -ientras que la del

se3undo in&re-enta sa transeren&ia se detiene &uando a-bos ob"etos

al&an,an la -is-a te-peratura y se -aniiesta -ediante tres -e&anis-os4 que

a su /e, dependen del -aterial de las superi&ies en &onta&to4 del -edio4 entre

otros Di&hos -e&anis-os son:

Condu&&i$n

Con/e&&i$n

%adia&i$n

Conducción: Consiste en la transeren&ia de &alor de un &uerpo s$lido a otro o

así -is-o sin aparente -o/i-iento de las partí&ulas del &uerpo4 por lo que se

deine &o-o diusi$n de ener3ía debida a un -o/i-iento -ole&ular aleatorio

La &ondu&ti/idad t<r-i&a es la propiedad que -ide la &apa&idad de los

-ateriales para transerir el &alor por &ondu&&i$n

Para poder &al&ular la &antidad de ener3ía que se transiere de un lu3ar a otro

se apli&a en <ste &aso la Ley de 'ourier4 que se puede e=pli&ar -ediante la

i3ura 14 en la que se tiene la transeren&ia unidi-ensional de &ondu&&i$n de

&alor en una barra -et6li&a

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Figura 1. Barraconductora.

.e obser/a una barra &ondu&tora que se &alienta

debido a los -o/i-ientos reti&ulares de 6to-os y

-ol<&ulas4 y por los -o/i-ientos ele&tr$ni&os de

los ele&trones en la -ol<&ula

 Al ini&io:  1 ≫  2 8ranseren&ia de Calor

Lue3o de un &ierto tie-po:  1 >  2

8ranseren&ia de Calor ? &uando al in se ha lle3ado al equilibrio:

 1 @  2 8quilibrio

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Convección: s la trans-isi$n de &alor por -o/i-iento real de las -ol<&ulas

de una sustan&ia ste en$-eno s$lo podr6 produ&irse en luidos de dos

-aneras: la &on/e&&i$n natural y la &on/e&&i$n or,ada n la &on/e&&i$n

natural4 la transeren&ia de ener3ía se da por la /aria&i$n de densidades quehay en el luido debido a la dieren&ia de te-peraturas en distintos puntos

Con/e&&i$n or,ada4 en &a-bio4 es aquella que resulta de la presen&ia de

dispositi/os 8a3itadores4 /ientos at-os<ri&os4 bo-bas4 /entiladores4

dispersores4 et& que ayudan a que esta se lle/e a &abo

Figura 2. Transferencia de calor por convección.

La transeren&ia de &alor por &on/e&&i$n es resultado de una a3ita&i$n o de un

&alenta-iento ste -e&anis-o de traseren&ia de ener3ía obede&e a la Ley de

eBton

Para la apli&a&i$n de la ley de eBton es ne&esario entender un t<r-ino -uy

i-portante: &oei&iente de transeren&ia de &alor 8hc 4 &uyo /alor depende de las

&ara&terísti&as y propiedades del luido4 sobre del tipo de luido &on el que se

est6 traba"ando4 y de la 3eo-etría del siste-a

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Radiación:  s una or-a de e-isi$n de ondas ele&tro-a3n<ti&as

8aso&ia&iones de &a-pos el<&tri&os y -a3n<ti&os que se propa3an a la

/elo&idad de la lu, que e-ana todo &uerpo que est< a -ayor te-peratura que

el &ero absoluto l e"e-plo pere&to de este en$-eno es el planeta ierra Losrayos solares atra/iesan la at-$sera sin &alentarla y se transor-an en &alor 

en el -o-ento en que entran en &onta&to &on la tierra

Figura 3. Radiación del sol hacia el planeta tierra.

Intercamiador de calor:

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Figura !. Intercamiador de calor de casco " tuos

s un dispositi/o dise7ado para re&uperar4 de -anera ei&iente4 &alor entre dos

&orriente o luidos de un pro&eso l &alor se re&upera al transerirse desde la&orriente de -ayor te-peratura ha&ia la &orriente a -enor te-peratura4 las

&orrientes o luidos pueden estar separados o en &onta&to

.e3n la or-a de trans-isi$n de &alor4 los inter&a-biadores pueden ser:

#irectos

Cuando e=iste una -e,&la de luidos 8&on/e&&i$n4 donde el a3ua &aliente se

enría al pul/eri,arse y ponerse en &onta&to &on el aire río 8&o-o o&urre en las

torres de reri3era&i$n

  Indirectos

Cuando no hay posibilidad de -e,&la entre los luidos 8los -6s habituales La

transeren&ia de &alor se reali,a a tra/<s de una superi&ie A su /e, estos

lti-os de &lasii&an en:

Intercamiadores alternativos: n este &aso los luidos pueden re&orrer un

-is-o espa&io de or-a alternati/a4 habitual-ente se e-plea para inter&a-bio

t<r-i&o aireaire Por e"e-plo e=iste el inter&a-biador rotati/o de aireaire4 el

&ual &uenta &on una 3ran superi&ie y or-a &ilíndri&a4 que puede inter&a-biar 

&alor sensible y latente entre los dos lu"os Di&ha superi&ie puede &onstar de

tra-as -et6li&as4 o de espu-a o de ieltro y el &ontrol de inter&a-bio de &alor 

se ee&ta /ariando la /elo&idad de rota&i$n

Intercamiadores de superficies: Los luidos ta-bi<n pueden o&upar 

distintos espa&ios separados por una superi&ie n este &aso4 de a&uerdo &on

la dire&&i$n relati/a de los lu"os4 se pueden &lasii&ar &o-o de lu"os paralelos o

de lu"os &ru,ados A su /e, si es de lu"os paralelos4 <stos pueden tener el

-is-o sentido de &ir&ula&i$n 8equi&orrientes o sentido

&ontrario 8&ontra&orriente Los inter&a-biadores de lu"os paralelos se suelen

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e-plear en los inter&a-bios t<r-i&os líquidolíquido4 los de lu"os &ru,ados

entre líquido3as Los inter&a-biadores indire&tos4 de superi&ie4 y de lu"os

paralelos a &ontra&orriente son &on dieren&ia los -6s utili,ados =iste4 a su

/e,4 3ran di/ersidad en sus or-as de &onstru&&i$n y -ateriales e-pleados:

Intercamiadores est$ticos de aire%aire

.e trata de un inter&a-biador -et6li&o4 83eneral-ente de &hapa 3al/ani,ada o

alu-inio anodinado o pl6sti&o reor,ado &on ibra

Los lu"os de aire son en &ontra&orriente o &ru,ados sta lti-a disposi&i$n

per-ite una -e"or disposi&i$n de los &ondu&tos4 -ientras que la pri-era

per-ite -ayor transeren&ia de &alor

Cuando la te-peratura de uno de los dos lu"os sea inerior al punto de ro&ío de

la otra4 se produ&e una peli3rosa &ondensa&i$n4 &uyos ee&tos pueden dar lu3ar a &orrosi$n y or-a&i$n de hielo

Figura &. Intercamiadores de superficie.

Intercamiador de placas

s de -6s re&iente uso4 pero se est6 i-poniendo en todos los &a-pos en los

que se ne&esita un inter&a-bio t<r-i&o Las pla&as suelen estar &onstruidas de

a&ero ino=idable4 8lle3ando a utili,arse el titanio &o-o alea&i$n de a&ero y

pueden ser soldadas o ser des-ontables

Intercamiadores multituulares

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a-bi<n se lla-an de tubo y &ar&asa n ellos4 uno de los luidos &ir&ula por el

interior del ha, tubular4 trans-itiendo &alor a otro luido &oninado entre el ha,

tubular y la &ar&asa Pueden traba"ar &on lu"os en &ontra&orriente y en

equi&orriente .uelen estar &onstruidos &on tubos de a&ero ino=idable o &obre y

&ar&asa de a&ero ne3ro o 3al/ani,ado Para -e"orar el inter&a-bio de &alor 

a/ore&iendo las turbulen&ias4 los tubos pueden tener distintas or-as 8los -6s

e-pleados son los tubos &orru3ados4 aleteados o dentados

a-bi<n se e-plean los Enter&a-biadores de tubo en tubo4 -uy utili,ados

&o-o &ondensadores de -6quinas aut$no-as de aire a&ondi&ionado .e trata

de dos tubos &on&<ntri&os por los que &ir&ula los luidos en &ontra&orriente

Bater'a de calentamiento

Fna /asi"a en&haquetada o &on serpentín interno4 una uente de a3ita&i$n y un

inter&a-biador de &alor e=terno son los &o-ponentes de una batería de&alenta-iento

Figura (. Bater'a de calentamiento el)ctrica

 A3itadores: La a3ita&i$n de un líquido se ee&ta 3eneral-ente -ediante unaparato 3iratorio 8A3ita&i$n -e&6ni&aG sin e-bar3o4 espar&ir un 3as sobre el

&ontenido de una /asi"a o re&ir&ular <ste lti-o4 son ta-bi<n -edios usados

para propor&ionar a3ita&i$n

Hasi"a: Las típi&as /asi"as a3itadas son &ilindros /erti&ales de se&&i$n &ir&ular 

&uyo ondo no es &o-pleta-ente plano para e/itar la presen&ia de ,onas

-uertas Los líquidos 3eneral-ente se -antienen a una proundidad de uno a

dos di6-etros de la /asi"a

*ales: La instala&i$n de bales es el -<todo -6s utili,ado para e/itar laor-a&i$n de /$rti&e y re-olinos Los bales est6ndar &onstan de &uatro tiras

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planas /erti&ales que se e=tienden en la proundidad total del líquido y se

ubi&an en or-a radial &ada 90 3rados alrededor de la pared de la /asi"a

.erpentines: Los serpentines &onstituyen uno de los -edios -6s e&on$-i&os

para transerir &alor .on 3eneral-ente he&hos -ediante el enrolla-iento de

tubos de &obre o a&ero en dierentes or-as

Enter&a-biador de &alor: Fn inter&a-biador de &alor es un equipo que reali,a

una un&i$n doble: &alienta un luido río por -edio de un luido &aliente4 que se

enría

BIBLIOGRAFÍA

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