perdidas de calor en tuberias aisladas y sin aislar

7/24/2019 Perdidas de calor en tuberias aisladas y sin aislar

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S.E.P. S.E.S D.G.E.S.T

Ingeniera QumicaLaboratorio Integral I

Profesor: M.I. Francisco Javier Alvarado Montoya

Prctica: Perdidas de calor en tuberas aisladas sinaislar!

Integrantes:

Carlos Fabin Esparza Cervantes.

Miguel Deodato Martnez Lpez.

Martin Adrin !a"rez Ca"pos.

#abriela !uiz $rtega.

Carlos Andr%s &orres Marn.

Ileana 'aren (elz)uez Arau*o.

"guascalientes# "gs. $ de no%iembre del &'$(

I)STIT*T+ TE,)+L-GI,+ DE"G*"S,"LIE)TESS*DI/E,,I-) ","D01I,"

DEP"/T"1E)T+ DE I)GE)IE/2"


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PRCTICA. EFICIENCIA DE UN AISLANTE

Objetivo

Determinar el porcentaje de eficiencia de un aislante presente en una tubera atravs de la cual se transporta vapor de agua, mediante la medicin de la cantidad

de condensado obtenido en un lapso de tiempo determinado.

Introduccin

En la transferencia de calor existente a travs de un equipo o elemento entre dos

entornos (interior y exterior tienen lugar los tres mecanismos tpicos de

conduccin, conveccin y radiacin.

El mecanismo de conduccin (transferencia de calor a travs de un material

sin movimiento macroscpico se reali!a a travs de los materiales slidos. El mecanismo de conveccin (transferencia de calor por conduccin con

existencia de un movimiento macroscpico de los materiales se reali!a a

travs de los gases o lquidos, pudiendo ser el movimiento provocado o

natural (por diferencia de densidades. El mecanismo de radiacin (transferencia de calor entre superficies, sin la

necesidad de la presencia de un medio material entre ambas se reali!a a

travs del vaco o de medios transparentes o semitransparentes. ("inisterio

de #ndustria, $urismo y %omercio, &''

En la actualidad se busca incrementar la eficiencia energtica en los diversos

procesos industriales y tambin en el )ogar* pues de esta manera se reduce la

contaminacin al medio ambiente y se reducen los gastos derivados del consumo

de combustibles y otras fuentes energticas.

En la actividad industrial el calentamiento en los procesos se )ace mediante vapor

que es transportado a travs de tuberas desde la seccin de servicios donde se

encuentran las calderas )asta el +rea de proceso, esto provoca que en el camino

se pierda calor y se consuma mayor cantidad de combustible. ara reducir estasprdidas de calor se usa una o varias capas de material aislante sobre los tubos.

-os materiales aislantes son de diversa composicin y textura con la caracterstica

de ser malos conductores de calor.

En un tubo se puede determinar la eficiencia de un aislante si se )ace circular

vapor de agua a una temperatura conocida y determinando la cantidad de


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condensado que se produce en un lapso de tiempo* pues es sencillo calcular la

cantidad de calor perdido ( q por esa masa ( m de condensado dado el

gradiente de temperatura ( T , conociendo la capacidad calorfica ( Cp y la

entalpia de vapori!acin ( Hvap para el cambio de fase.

C

(p T+Hvap)q=m

Desarrollo experimental

Material Reactivos$ubo de cobre agua

$ubo de acero galvani!ado

$ermmetro

%ronmetro

%inta mtrica

"aterial aislante (lana de vidrio

aso de precipitados /'' ml

robeta /'' m-

Procedimiento

+. Medir la longitud de los tubos.,. Abrir la vlvula de ingreso de vapor en cone-in con el tubo de

cobre con aislante y veri/car la presin de ali"entacin de vapor.0. Encender la caldera.1. Abrir la vlvula del 2ondo para purgar todo el l)uido )ue encuentre

en el siste"a y lograr con ello el estado estable en la tubera

respecto al interca"bio de calor.3. Iniciar el cron"etro4 registrar te"peratura de la tubera a"biente

y la presin "ano"%trica.5. En intervalos de tie"po de 3 "inutos repetir el paso cinco y colocar

en la salida de la vlvula del 2ondo un vaso de precipitado en el cual

se recolectar el condensado.6. Medir la te"peratura del condensado y volu"en usando la probeta y

calcular la "asa.7. !epetir todos los pasos anteriores para la tubera de cobre con8sin

aislante4 as ta"bi%n para el tubo de galvanizado.


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Resultados

,obre sin aislante

Tiem4o5min6

P% 54si6 P% 54sia6 Tem4eraturae7terior tubera

58,6

Tem4eraturaambiente 58,6

' ,7 1,.5939 97 ,+( ,5 1:.5939 +:, ,+

$' ,3 09.5939 +:: ,+$( 03 19.5939 ++: ,+

Promedio &9.( ;.$


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Co"o la tubera "eda 77.3 c" calcula"os el calor cedido por longitud de

tubo.

q=91294.8278 cal

0.885m =103157.9975

cal

m

,obre con aislante

Tiem4o5min6


58,6


' 3: 51.5939 ++7 ,+( 16 5+.5939 +,+ ,+

$' 11 37.5939 +0: ,+$( 1, 35.5939 +,9 ,+&' 16 5+.5939 +,+ ,+

Promedio @ @'.@?%a45cal=gr6

@'.@


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q=m(Cp H+ Hvap)

q=316.704 gr[(1.0221 calgrC99.25 C)+(508.015cal

gr)]

q=193017.921 cal=193.0179 kcal

Co"o la tubera "edia 77.3 c" calcula"os el calor cedido por longitud de

tubo.

q=193017.921 cal

0.885m =218099.3158

cal

m

Co"o?

=qaqsaqsa

100

=218099.3158103157.9975

103157.9975100=111.4226

Gal%aniAado con aislante

Tiem4o5min6


58,6


' 07 3,.5939 96 ,+( 05 3:.5939 +:5 ,+

$' 01 17.5939 +:3 ,+$( 0, 15.5939 ++5 ,+&' 0: 11.5939 ++7 ,+

Promedio ; 9.@


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Co"o?

T=(TvTl)

T=(137.40765) C=72.407 C

Co"o?

q=m(Cp H+ Hvap)

q=269.6375 gr[(1.0192 calg r C72.407 C)+(513.7410cal

gr)]

q=158422.3353 cal=158.4223 kcal

Co"o la tubera "eda 77 c" calcula"os el calor cedido por longitud de tubo.

q=158422.3353 cal

0.88m =180025.3815

cal

m

Gal%aniAado sin aislante

Tiem4o5min6


58,6


' 00 16.5939 73 ,+( 0, 15.5939 +:+ ,+

$' 0: 11.5939 +:7 ,+$( ,9 10.5939 +:6 ,+

Promedio ;$ (.@?%a45cal=gr6

9.@


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;e obtuvo un volu"en de condensado de ,++ "l con una te"peratura de51.97+:.

Co"o?m=V

m=( .9810grml )(211ml )=206.991 gr

Co"o?

T=(TvTl)

T=(135.20564) C=71.205 C

Co"o?q=m(Cp H+ Hvap)

q=206.991gr[(1.0186 calgrC71.205 C)+(515.3045cal

gr)]

q=121676.3295 cal=121.6763 kcal

Co"o la tubera "eda 77 c" calcula"os el calor cedido por longitud de tubo.

q=121676.3295 cal

0.88m =138268.5563

cal

m

Co"o?

=qaqsaqsa

100

=180025.3815138268.5563

138268.5563100=30.1998

E%idencias

P% 54sia6 Tem4eratura de%a4or saturado

58,6

,4 5cal=gr8,6

>?%a45cal=gr6

(.@


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Conclusin

La literatura reporta )ue los aislantes ayudan a )ue las perdidas de calor entuberas sea "enor lo )ue per"ite reduccin de costos en las e"presas4 y )ue

esta reduccin de perdida puede ser co"probada con un e-peri"ento de este

tipo obteniendo "as condensado cuando la tubera no esta aislada a cuando lo

esta. ;in e"bargo en el desarrollo llevado a cabo se obtuvieron los resultados

contrarios por razones )ue no estn claras. @or otra parte se sabe )ue una

parte 2unda"ental de la e-peri"entacin son las repeticiones por el largo

lapso de tie"po )ue ocupa este desarrollo 2ue i"posible acer esto pero es

una posible solucin.

Bibliografa

Geanoplis! C"#" $%%&"Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias.

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