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DINAMICA DE PROCESO EN UN INTERCAMBIADOR DE
CALOR DE TUBOS CONCENTRICOS
OBJETIVO GENERAL:
Evaluar la dinámica del proceso de transferencia de calor en un intercambiador de calor de tubos concéntricos en contracorriente.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
•Estudiar la dinámica del proceso de transferencia de calor en un IC de tubo concéntrico en contracorriente, a nivel del comportamiento del sistema y lo predeterminado por los medios matemáticos que corresponda.
•Haciendo uso de las funciones correspondientes a la dinámica encontrada, determinar para cada caso los siguientes parámetros para el control del proceso
(1)tiempo muerto.
(2)ganancia.
(3)constante de tiempo.
Resultados
tiempo (seg) temp . salida del vapor
temp. Entrada agua
temp. Salida agua.
temp. Del vapor entrada
29 33.6 14.15 25.12 34.0630 33.6 14.15 25.12 34.2630 33.6 14.15 25.12 34.2631 33.6 14.15 25.12 34.0632 33.6 13.94 24.92 34.0633 33.6 13.94 24.92 34.0634 33.6 14.15 24.92 34.0635 33.6 13.94 24.92 34.0636 33.4 13.94 24.71 34.0637 33.4 13.94 24.71 34.0638 33.4 13.94 24.71 34.0639 33.4 13.94 24.71 34.0640 33.4 13.94 24.71 34.0641 33.4 13.94 24.71 33.8542 33.4 13.94 24.51 33.8543 33.4 13.94 24.51 33.8544 33.4 13.94 24.51 33.8545 33.4 13.94 24.51 34.0646 33.19 13.94 24.51 34.0647 33.19 13.94 24.51 33.8548 33.4 13.94 24.51 33.8549 33.4 13.94 24.3 33.85
GRAFICAS 1: temperatura vs tiempo.
Morado: T. de vapor a la entrada
Azul : T. de vapor a la salida
verde: T. de agua a la salida
Rojo : T. de agua a la entrada.
GRAFICA 2: LN (T SALIDA DEL AGUA FRIA) VS TIEMPO
De la ecuación de la recta tenemos:
y = 0,005x + 1, 9458
Hallando tiempo de respuesta:
TIEMPO MUERTO (Ɵp):
Ɵp =138 segundos
HALLANDO LA GANANCIA:
Ts= 55.33Ti = 25
K = 0.0753
EN LA GRAFICA1 En la curva de temperatura del vapor de entrada observamos que en un cierto punto la grafica cae; esto se debe a que el vapor proveniente del caldero disminuye su presión, esperando hasta que el proceso se encuentre en estado estacionario disminuimos el caudal de ingreso de agua fría y ahí se observa un nuevo crecimiento en la curva.Las temperaturas de salida de vapor, entrada de agua, salida de agua tienes un aumento de temperatura.
DISCUSIÓN
EN LA GRAFICA2 Se hace la liberalización del modelo matemático posteriormente se determina el ln (temperatura de entrada del agua fría) se realiza la liberalización para determinar la ganancia en el proceso y también el tiempo que tarda el sistema cuando ocurre un cambio.
CONCLUSIONES
En la Figura 1 para el flujo en frío, se comparan las gráficas de la temperatura de salida del intercambiador de calor las cuales son:
En las cuales se observa en un inicio el tiempo muerto que demora la variable en dar una respuesta, pasado este tiempo se observa un aumento de temperaturas un crecimiento en las curvas en función del tiempo.Se concluye que se pudo producir una interferencia de tipo escalón en la práctica; no se observa bien en la grafica por que el flujo de vapor con el que se trabajo no fue suficiente.
De la grafica 2 :
Determinamos el tiempo muerto de nuestra grafica:
Ɵp =138 segundosNo tomamos en cuenta el tiempo muerto ya que queremos linealizar nuestra grafica para poder obtener los parámetros de la dinámica del proceso haciendo una comparación con la ecuación de la recta obtenida de la grafica.Determinamos los parámetros de nuestra grafica:
Gráfica 1: Experiencia 1 y 2 Comportamiento de la Temperatura de Salida del agua (Interferencia Rampa) utilizando agua de servicio doméstico
0 20 40 60 80 100 120 1400
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Comportamiento de la Temperatura de Salida del agua (Interferencia Rampa)
Tiempo (s)
T° d
e Sa
lida
del A
gua
(°C)
Gráfica 2: Experiencia 3 y 4 Comportamiento de la Temperatura de Salida del agua (Interferencia Rampa) utilizando agua de la línea industrial.
0 100 200 300 400 500 6000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Comportamiento de la Temperatura del agua generando una interferencia tipo Rampa
Tiempo (s)
T° s
alid
a de
l agu
a °C
Gráfica 3: Experiencia 5 Comportamiento de la Temperatura de Salida del agua (Interferencia tipo Pulso) utilizando agua de la línea industrial.
0 50 100 150 200 250 3000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Comportamiento de la T° de salida del agua Generando una interferencia tipo Pulso
Tiempo (s)
Tem
pera
tura
de
salid
a de
l agu
a °C
ES RECOMENDABLE TRABAJAR CON EL CALDERO INDUSTRIAL POR LA CANTIDAD
DE PRODUCCION DE VAPOR.
TAMBIEN ES NECESARIO MAYOR NUMERO DE PERSONAL PARA LA MANIPULACION
DEL EQUIPO SI SE TRABAJA CON ELCALDERO GRANDE.
RECOMENDACIONES
GRACIAS