INTERCAMBIADOR DE CALOR. PRACTICA

INTERCAMBIADOR DE CALOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR.

Introducción:

OBJETIVO GENERAL: El alumno será capaz de comprender la utilidad del análisis matemático para el desarrollo de un proyecto.

Objetivos particulares:

• Deducir el modelo matemático de un intercambiador de calor a partir del tanque construido en teoría de control I.

• Demostrar la viabilidad para construir el intercambiador de calor.

• Demostrar en simulación que el sistema funciona perfectamente.

• Comprobar la aproximación que existe entre la curva de temperatura en simulación y la curva de temperatura en tiempo real.

 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR

1. Construya un depósito de agua con una capacidad máxima de X litros.

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[pic 2]

 2. En el interior del depósito coloque una resistencia eléctrica como fuente de calor. Evite todo contacto con la resistencia y el agua cuando esté en operación. 3. Como opción, instale un agitador con la finalidad de mantener una temperatura homogénea del agua en el depósito.

ESPECIFICACIONES DE DISEÑO:

1. Encuentre el estado estable del sistema, es decir, el nivel de líquido en el tanque, el flujo de entrada y flujo de salida deben permanecer constante (Fi = Fo litro/min).

Nota: Los equipos deberán establecer el volumen de agua en el cual se opera el proceso, este volumen representa un nivel o altura en el tanque. Recomendación para encontrar el estado estable de nivel de líquido (agua):

• Cierra las válvulas de entrada y salida.

• Seleccione el volumen de agua que usted desea operar y vierta en el tanque, éste va representar un nivel de agua en estado estable.

• Mida el nivel del líquido en el tanque y marque una línea, enseguida realice otra marca de un centímetro por debajo del nivel del líquido.

 • Ponga un recipiente con graduación volumétrica en la válvula de salida.

• En el mismo instante de tiempo, abra la válvula de salida completamente y con un cronómetro tome el tiempo hasta que el nivel en el tanque alcance la segunda marca.

 • Calcule el flujo de salida.

[pic 3]

2. La temperatura del agua entre la que entra y sale deberá elevarse en 15ºC = Ti − To. Nota: La temperatura del agua en el interior del tanque es la misma que en la salida. 3. Existe pérdida de calor en las paredes del tanque.

Desarrollo:

PASOS PARA EL DESARROLLO DEL PROYECTO

1. A partir de que es un sistema en estado estable, deberán calcular el tiempo de retención hidráulica (Tiempo que permanece una partícula de agua desde que entra hasta que sale del tanque).

[pic 4]

2. Obtenga el modelo matemático del intercambiador.

[pic 5]

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Modelo Matemático

[pic 8]

qi (entrada) = Son los que se adicionan o son los watts de la resistencia

qo (salida) = [pic 9][pic 10]

qr (retroalimentación) = [pic 11][pic 12]

[pic 13]

Transformada de Laplace

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