Materiales y herramientas

Los materiales utilizados para la construcción del sistema, son los siguientes:  Tanque de almacenamiento de aire

Se utiliza un tanque que anteriormente contenía refrigerante R-22, el cual resiste una presión de 18 a 23 Kg/cm2, en este venía ya incluida la válvula de aguja que regula la salida. La modificación que se le hizo al tanque fue, adaptarle dos coples: uno de 1/4” que es la entrada para la conexión del compresor y uno de 3/8” que es donde se conectará el manómetro para medir la presión dentro del mismo.

 Flujometro

El flujometro es un dispositivo que se usa para medir el flujo volumétrico con el que se va a estar trabajando, para este sistema de transferencia tenía que ser un flujometro que trabajara con aire, el que se adquirió fue uno de oxígeno, para lo cual se tuvo que hacer una conversión en su escala, multiplicando la medición que nos daba por 1.05 que es un factor de conversión de oxígeno a aire en los flujometros.

43  Dispositivos de medición

Para construir estos dispositivos se utilizó una tubería de policloruro de vinilo (PVC) de 2” cédula 40 y unos tapones con las mismas especificaciones de la tubería. Esta última se cortó en pequeños cilindros y en cada uno de los extremos se les colocó un tapón, estos se unieron con un pegamento especial para las especificaciones de este tipo de tuberías; ya realizado esto se le hicieron cuatro perforaciones una en cada tapón del cilindro y otras dos en la zona cilíndrica, todo esto para después roscarlos para la colocación de conectores tipo bushing de 3/8”.

Fig. 20.- Flujometro

(a)

(b)

44  Válvula de paso

Esta válvula se colocó en la parte inferior del tanque de almacenamiento, la cual se encuentra conectada con el compresor. Se utilizó esta para controlar la entrada de aire del compresor al tanque y a la vez evitar fuga del aire almacenado.

 Dispositivo adiabático

Es aquel que contendrá el fluido con el cual se va a realizar la transferencia de calor, en este caso el fluido será agua; la función de este dispositivo es mantener la temperatura a la que se someta el fluido y que se minimicen las perdidas térmicas con el exterior. La capacidad que se estableció y que contendrá el dispositivo es de 83 L.

Fig. 22.- Válvula de paso

45  Tubería de cobre

La tubería de cobre que se utilizó fue de 1/4” flexible, con este se realizaron los 3 tipos de intercambiadores con los que se trabajó, que fueron el de tipo espiral, serpentín y recto. Para la construcción del intercambiador tipo recto se utilizó 79.7cm de tubo al cual se le hicieron dos dobleces de 90° a 13cm de los extremos con ayuda de un dobla tubo, después en las puntas se les colocó un par de conectores tipo campana de bronce las cuales servirían de ensamble con el resto del sistema, ya colocadas estas se abocino el tubo para evitar que se salieran los conectores tipo campana.

Para el intercambiador tipo serpentín se utilizó 1.475m de tubo, en los extremos se le aplicó el mismo método que en el intercambiador recto, en el resto de la tubería se realizaron medios círculos con un diámetro interno de 6.1cm, después de cada dobles se dejaba una sección recta y luego se le hacia un nuevo doblés al contrario del anterior y así sucesivamente hasta formar el serpentín.

Fig. 24.- Intercambiador recto

46 El intercambiador tipo espiral es el que requirió la utilización de más tubo, este tiene una longitud de 3.251m, la parte de sus extremos es el mismo procedimiento que los dos intercambiadores anteriores, la parte central de este se hizo mediante ir enrollando la tubería de cobre alrededor de un tubo que contaba con un diámetro de 6.1cm, la separación entre una hélice y otra es de 2.54cm, al ir enrollando el tubo de cobre, por cada cuarto de vuelta este se bajaba 0.635cm. Esto se repitió sucesivamente para completar todas nuestras espiras.

 Conectores

Son aquellos que se utilizan para unir una sección de tubería de cobre con otra sección, así como también los dispositivos manejados como: el flujometro, los dispositivos de medición, el dispositivo adiabático, el tanque y el compresor. Los conectores que se utilizaron fueron los siguientes:

a) Dieciocho conectores tipo campana de 1/4” que estaban en todos los extremos de tubería de cobre.

b) Ocho conectores tipo “bushing” (macho-hembra) de 1/4” que se encontraban en los dispositivos medidores.

c) Cinco niples tipo abocinado-NPT de 1/4”, de los cuales cuatro de ellos se encuentran en los dispositivos de medición y el restante está conectado al flujometro.

d) Cuatro niples abocinado por ambos lados de 1/4” que se encuentran en el dispositivo adiabático.

e) Una reducción M-M NPT de 3/8” a 1/4” de bronce que se encuentra conectado al coplee de acero galvanizado de 3/8” que está unido al tanque de almacenamiento de aire. La reducción a la vez se encuentra conectado a un coplee NPT de bronce de 1/4” en el cual se conecta el manómetro.

47 f) Un coplee NPT galvanizado de 1/4” que está unido a la parte inferior del tanque, en el coplee se conecta una reducción de bronce H-M de 3/8” a 1/4”, en esta reducción se encuentra conectada la válvula de paso de 3/8”, la cual en su otro extremo tiene otra reducción de 3/8” a 1/4” H-H con la que se conecta la manguera del compresor.

g) Una conexión de acero de 9/16” abocinado H por 1/4” abocinado M.

 Compresor y manómetro

Se utilizó un compresor con una capacidad de 7Kg/cm2 y su potencia es de 2 ½ HP, este trabaja a un voltaje de 115V a 125V. El manómetro que se requirió para medir la presión dentro del tanque tiene un rango de medición de 0-21 Kg/cm2 o de 0-300 lb/plg2.

48 Después de haber establecido todos los materiales utilizados, se procede a la construcción del sistema experimental de transferencia de calor. El resultado de la misma se muestra en la siguiente figura: