BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

[pic 2]

[pic 3]

EXPERIENCIA E96:

“BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA”

Nombre                 : Victor Ubilla Olguín

Correo                : victor.ubilla@usach.cl

Profesor                : Iván Jerez Flores

Índice

Resumen        4

Objeto de la experiencia        4

Objetivo general        4

Objetivos específicos        4

Características técnicas de los instrumentos empleados        4

Descripción del método seguido        7

Resultados        8

Análisis y conclusiones        9

Apéndice        11

Datos        11

Tablas        12

Imágenes        14

Cálculos        14

Presión corregida para el cálculo de densidad del aire        14

Cálculo y conversión de presión y obtención de densidad        16

Caudal        16

Flujo másico        17

Bibliografía        18

Resumen

En este informe se presenta los resultados de la experiencia de balance de materia y energía. Se incluyen los resultados y análisis de los procedimientos de calentamiento sensible, calentamiento con humectación y enfriamiento evaporativo. Se calculan e incluye el caudal, flujo másico y la potencia de cada proceso.

Objeto de la experiencia

Objetivo general

Aplicar a diversos fenómenos físicos que involucran mezclas de vapor de agua y aire el primer principio de la termodinámica y la ecuación de conservación de masa..

Objetivos específicos

• Efectuar balances de materia y energía a sistemas térmicos que realizan procesos de calentamiento sensible, calentamiento con humectación y enfriamiento evaporativo.

Características técnicas de los instrumentos empleados

• Barómetro

• Tipo: Análogo
• Sustancia de Trabajo: Mercurio
• Marca: Schiltknecht, Ing SIA Zürich
• Unidad de medición: Milímetros de mercurio [mmHg]
• Rango: 595-825 [mmHg]
• Sensibilidad: 1 [mmHg]
• Error instrumental: 0,06 [mmHg]

• Termómetro

• Tipo: Análogo
• Sustancia de Trabajo: Mercurio

• Marca: Schiltknecht, Ing SIA Zürich
• Unidad de medición: Grados Celsius [°C]
• Rango: -20 hasta 50 [°C]
• Sensibilidad: 1 [°C]

• Termómetro FLUKE 51 II:

• Tipo: Digital

• Precision:

• Sobre -100 °C: J, K, T, E: ±[0.05% + 0.3°C]
• Bajo -100 °C:         J, K, E: ±[0.20% + 0.3°C]* Tipo T: ±[0.50% + 0.3°C]

• Temperatura:

• Tipo J:         -210 °C to 1200 °C

     Tipo K:         -200 °C to 1372 °C

     Tipo T:         -250 °C to 400 °C

Tipo E:         -150 °C to 1000 °C

• Escala de Temperatura: ITS-90
• Estándares aplicables:  NIST-175
• Resolución del monitor:

• 0.1 °C, 0.1 K < 1000

1°C, 1 K >=1000

• Ventilador constituido por los siguientes componentes con ducto de salida 40x20 [cm]:

• Motor:

• Marca: Sterling CIC
• Voltaje: 380[V]
• Intensidad de corriente: 2,36[A]
• Velocidad Angular: 1500[rpm]
• Potencia: 1 [HP]
• Ciclos: 50
• Servicio: Continuo
• Diseño: B
• Fases: 3
• Amb. Max. °C: 40 °C
• Clase aisl.: A

• Unidad de distribución de aire

• Marca: Westinghouse

• Motor atomizador de agua Century Modelo CS-64-FHC-2F:

• Frame: H53
•  HP: ½
• R.P.M: 3000
• Número de serie: AL10
• Código: L

• Anemómetro:

• Tipo: Digital
• Marca: Kestrel 1000
• Exactitud: Mayor del 3% de la lectura, dígito menos significativo o 20 [pies / min]
• Resolución: 0.1 [m/s], 1 [ft/min], 0.1 [km/h], 0.1 [mph], 0.1 [knots], 1 [B*], 0.1 [F/S*]

• Rango de especificación: 0.6 a 40.0 [m/s], 118 a 7,874 [ft/min], 2.2 a 144.0 [km/h], 1.3 a 89.5 [mph], 1.2 a 77.8 [knots], 0 a 12 [B*], 2-131.2*

• Rango Operacional: 0.6 a 60.0 [m/s], 118 a 11,811 [ft/min], 2.2 a 216.0 [km/h], 1.3 a 134.2 [mph], 1.2 a 116.6 [knots], 0 a 12 [B*], 2-196.9 [F/S*]

• Higrómetro Ambiental:

• Modelo A6012006:
• Rango Humedad:0 - 100% HR
• Rango Temperatura: -25 + 45 ºC
• Exactitud Temperatura:1 °C

• Generador de vapor (Media Presión) BHP 800:

• Potencia Nominal: 554 [Kw]

                  476,4 [kcal/h x 1000]

• Potencia del quemador: 616 [Kw]

                                       529,8 [kcal/h x 1000]

• Producción de vapor: 800 [kg/h]
• Presión cámara combustible: 5[mBar]
• Contenido de Agua:

• Total: 1280[pic 4]
• A nivel: 870  [pic 5]

• Dimensiones (Ver dimensiones en ilustración 1 en apéndice, imágenes):

• A= 1310[mm]
• B= 1810[mm]
• H= 1690[mm]
• A1= 1110[mm]
• L= 1831[mm]
• Lt= 2339[mm]
• C= 740[mm]

• Conexiones:

• Diametro Chimenea: 250[mm]
• Vapor DN: 50
• Carga DN:  25

• Peso en Vacío: 2550 [kg]

• Bomba de la caldera:

• Marca: Calpeda Modelo TP 132 R/A
• Potencia: 5,5 kW – 7,5 HP
• 230∆400YV3~50HZ  18,8/10,8 A
• Q min/max: 1,89/4,8 m3/h
• H max/min: 145/70 m

Descripción del método seguido

Profesor realiza charla de introducción sobre el marco teórico de la experiencia a tratar. Explica la carta psicrometrica y realiza ejercicio ejemplo para aprender a utilizarla. Profesor da a conocer los pasas a seguir en el laboratorio.

Primeramente, se procede con el calentamiento sensible. Previamente encendida la caldera, se enciende el ventilador. Se miden las condiciones de entrada a la unidad manejadora de aire. Estas son humedad relativa y temperatura de bulboseco. Cuando a la salida de esta máquina llegara a 50 °C se procede a tomar en la boca de salida, velocidades en 9 puntos distintos. Se apaga la máquina y se ventila la sala por 10 minutos.

...