Download - CALDERO AISLAMIENTO
CA-1 (CALDERO)
Material de tubería: Acero inoxidable SA grado 304 (calibre 40)
Material aislante: Lana mineral (Km=0.225)
Corriente: Vapor.
Para calcular el espesor del aislamiento, primero estimamos el espesor del
aislamiento:
Aislamiento para la corriente de vapor que sale del caldero
Espesor estimado: 2 pulgadas.
a) Característica de la tubería y propiedades a emplear
TUBERÍA DE 24 in (Calibre 40)
Di = 22.626 pulg Diámetro interior
De = 24.000 pulg Diámetro exterior
Ds = 28.000 pulg Diámetro del tubo con el aislamiento
Xw = 0.687 pulg Espesor del tubo
X = 2.000 pulg Espesor del aislamiento
Kw = 26.000 Btu/(Hr)*(pie2)*(ºF/pie) Conductividad térmica del tubo
Km = 0.0225 Btu/(Hr)*(pie2)*(ºF/pie) Conductividad térmica del
aislamiento
hc + hr
=
2.400 Btu/Hr*pie2*ºF Coeficiente de convección y radiación
hi = 1500 Btu/Hr*pie2*ºF Coeficiente de película en el interior
del tubo
CALCULO DE RESISTENCIAS TÉRMICAS
Ri: Resistencia térmica del tubo dentro del fluido
Rm: Resistencia térmica del material de aislamiento
Rw : Resistencia térmica de la pared del tubo
Ra : Resistencia térmica del aire ambiental
b) Cálculo de Ri:
Ri= 1hi∗π∗Di
Ri= 11500∗3.1416∗22.626
12
Ri=0,000113 Btu
h∗pie2∗ºFpie
c) Cálculo de Dm:Dm=Di+De2
Dm=22.626+24.0002
Dm=23.313 ' '
d) Cálculo de Rw:Rw= XwKw∗π∗Dm
Rw= 0.68726∗3.1416∗23.313
Rw=0.00036 Btu
h∗pie2∗ºFpie
e) Cálculo de Ds: Ds=De+2∗xDs=24+2∗2
Ds=28 pulg
f) Cálculo de Dma:
Dma=Ds−De
ln (DsDe
)Dma= 28−24
ln (2824
)
Dma=25.95 pulg
g) Cálculo de Rm:
Rm= XKm∗π∗Dma
Rm= 20.0225∗3.1416∗25.95
Rm=1.09 Btu
h∗pie2∗ºFpie
h) Cálculo de Ra: Ra=1
(hc+hr)∗π∗Ds
De la tabla de valores de coeficientes de película por convección y radiación
ubicamos la diferencia de temperatura con respecto a la temperatura del
medio ambiente:
∆T=T−Ta
∆T=341.3 ºF−77 ºF=264.3 ºF
hc+hr=2.400 Btu
h∗pie2∗ºF
Ra= 12.400∗3.1416∗28
12
Ra=0,057 Btu
h∗pie2∗ºFpie
Donde
i) Cálculo del porcentaje de pérdidas de calor:
∑ R i=Ri+Rm+Rw+Ra
∑ R i=0.000113+1.09+0.00036+0,057
∑ R i=1.1475Btu
h∗pie2∗ºFpie
%perdidas= 0.0571.1475
∗100=4.97%
4.97%<5%
Entonces tenemos que el espesor del aislamiento será de: 2 pulgadas.