Intercambiador de calor de placas

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Diseño térmico y mecánico de un intercambiador de calor de placas

Diseño térmico y mecánico de un intercambiador de calor de placas

La universidad requiere el diseño de un intercambiador de calor de placas para completar su banco de intercambiadores, sin embargo, el diseño de este depende de algunas condiciones que se deben tener en cuenta, al saber que existen dos intercambiadores más que complementan el banco, y lo mejor para conocer dichas condiciones es dar respuesta a preguntas como: ¿los intercambiadores trabajaran en conjunto o por separado? ¿todos van a calentar o uno será enfriador? ¿Cuál será la fuente de calor y de refrigeración? ¿Qué fluido se calentará? ¿Qué uso tendrá el fluido que se caliente o enfrié? ¿contamos con instrumentos o maquinas que se puedan usar para trabajar en conjunto con el banco de intercambiadores? Las respuestas obtenidas a las interrogantes fueron: si, los intercambiadores trabajaran en conjunto. Dos de ellos van a calentar y el otro a enfriar, la fuente de calor será el vapor producido por la caldera y se calentara agua, también será el agua el fluido que sirva como enfriador. Se pretende crear un circuito cerrado, donde se reutilice el agua ya que de momento no se necesita agua a determinada temperatura en ningún proceso o actividad de la universidad. Solo la caldera trabajara en conjunto con los intercambiadores, ya que es quien proporciona la fuente de calor.
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Propuesta de control del modelo matemático de un intercambiador de calor de placas para mosto de cerveza

Propuesta de control del modelo matemático de un intercambiador de calor de placas para mosto de cerveza

Se recomienda utilizar el modelo matemático solo en procesos de empresas dedicadas al manejo de sustancias liquidas con características similares al mosto de cerveza, ya que un intercambiador de calor de placas solo permite líquidos sin grumos y no tan densos ya que la separación entre placas es muy pequeña, y solo se deberá hacer un cambio de especificaciones del nuevo líquido, para así por medio del control este podrá aptarse a nuevos valores que simularan el comportamiento de este proceso de enfriamiento con otras sustancias, por lo tanto, ayudará a invertir de una forma segura en sus equipos como intercambiadores, válvulas y bombas a utilizar.
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Determinación de pa´rametros y variables de un intercambiador de calor de placas con operación a contracorriente

Determinación de pa´rametros y variables de un intercambiador de calor de placas con operación a contracorriente

Los intercambiadores de calor de placas han sido ampliamente utilizados durante casi un siglo debido a su buen rendimiento térmico, ocupan poco espacio, fácil acceso a todas las áreas y bajos costos de funcionamiento en comparación con los más utilizados, como el intercambiador de calor de tubos y coraza. En el pasado, los intercambiadores de calor de placas se utilizaron ampliamente en la industria alimentaria y farmacéutica, pero su campo de aplicación se ha ampliado para la industria química, petroquímica y las industrias de procesos. Palm B. y Claesson J. (2006), describen en su trabajo el diseño de un intercambiador de placas, además de la relación existente entre los parámetros geométricos y el funcionamiento térmico e hidráulico del mismo, la velocidad de flux de transferencia de calor determinado en promedio es igual a 4500 W/m², y el coeficiente de global de transferencia de calor promedio es de 1500 W/m² °K [1]. Méndez et.al. (2010) obtuvieron en forma experimental en un intercambiador de calor de placas con operación en paralelo, el calor absorbido con un valor de 947.8 a 4174.4 W, el calor cedido que va desde 1046.2 hasta 4431.7 W, a diferentes regímenes de flujo También determinaron el coeficiente global de transferencia de calor cuyo rango encontrado para la misma forma de operar de 459.2 a 924.8 W/m² °K [2].
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Diseño y construcción de un intercambiador de calor de placas paralelas para el laboratorio de transferencia de calor

Diseño y construcción de un intercambiador de calor de placas paralelas para el laboratorio de transferencia de calor

 Dado que se suministró de parte de la dirección de laboratorios de la universidad una red eléctrica trifásica con su respectivo neutro para el diseño e implementación del ICP, y dado que se utilizaron dos fases para suministrar la potencia eléctrica al intercambiador, se tuvo que utilizar la fase restante para la alimentación del sistema de medición y de la bobina del contactor; esto ocasiona que al activarse dicha bobina demande una corriente alta generando cambios bruscos de esta señal y armónicos. Lo explicado anteriormente ocasiona pequeñas fallas en el funcionamiento de la LCD, pero estas se solucionan apagando y volviendo a encender el sistema de medición.
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XVII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA (LMTD) - Intercambiadores(LMTD)

XVII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA (LMTD) - Intercambiadores(LMTD)

En general, el intercambiador de calor de carcasa y tubos tiene unas placas (cabezales) en donde se fijan los tubos por ambos extremos, mediante soldadura u otro tipo de fijación; este tipo de construcción tiene un bajo costo inicial, pero sólo se puede utilizar para diferencias pequeñas de temperatura entre el fluido caliente y el frío, puesto que no se ha hecho ninguna previsión para evitar las tensiones mecánicas de origen térmico debidas a la dilatación entre los tubos y la carcasa.

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Rediseño del intercambiador de la chumacera guia turbina unidades de la segunda etapa CHMMT

Rediseño del intercambiador de la chumacera guia turbina unidades de la segunda etapa CHMMT

permiten lograr velocidades elevadas de transferencia de calor entre dos fluidos en un volumen pequeño y son de uso común en aplicaciones con limitaciones estrictas con respecto al peso y el volumen de esos aparatos. La gran área superficial en los intercambiadores compactos, se obtiene sujetando placas delgadas o aletas corrugadas con poco espacio entre sí a las paredes que separan los dos fluidos. Los intercambiadores compactos son de uso común en la transferencia de calor de gas hacia gas y de gas hacia líquido, para contrarrestar el bajo coeficiente de transferencia de calor asociado con el flujo de gases mediante una mayor área superficial.
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Control de un intercambiador de calor de doble tubo en contracorriente

Control de un intercambiador de calor de doble tubo en contracorriente

En un intercambiador en contracorriente, los coeficientes de transmisión de calor del lado de la carcasa y del lado de los tubos deben ser del mismo orden de magnitud y ser grandes para obtener un coeficiente global satisfactorio. La velocidad y turbulencia del líquido del lado de la carcasa son tan importantes como las del líquido del lado de los tubos. Para evitar el debilitamiento de las placas tubulares es preciso mantener una distancia mínima entre los tubos, por lo que no resulta práctico colocar los tubos tan juntos que la sección libre para el flujo del fluído por el exterior de los tubos sea tan pequeña, como la del interior de los mismos.
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Diseño Térmico e Hidráulico de un Intercambiador de Coraza y Tubos

Diseño Térmico e Hidráulico de un Intercambiador de Coraza y Tubos

Intercambiador de calor de placa: El intercambiador de calor de tipo placa, como se muestra en la Figura 9, está formado de placas en lugar de tubos para separar a los dos fluidos caliente y frío. Los líquidos calientes y fríos se alternan entre cada uno de las placas y los deflectores dirigen el flujo del líquido entre las placas. Ya que cada una de las placas tiene un área superficial muy grande, las placas proveen un área extremadamente grande de transferencia térmica a cada uno de los líquidos.Por lo tanto, un intercambiador de placa es capaz de transferir mucho más calor con respecto a un intercambiador de coraza y tubos con volumen semejante, esto es debido a que las placas proporcionan una mayor área que la de los tubos. El intercambiador de calor de placa, debido a la alta eficacia en la transferencia de calor, es mucho más pequeño que el de coraza y tubos para la misma capacidad de intercambio de calor.Sin embargo, el tipo de intercambiadores de placa no se utiliza extensamente debido a la inhabilidad de sellar confiablemente las juntas entre cada una de las placas, debido a este problema, este tipo de intercambiador se ha utilizado solamente para aplicaciones donde la presión es pequeña.
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Diseño de un intercambiador de calor de tubos concéntricos

Diseño de un intercambiador de calor de tubos concéntricos

Debido a la importancia que tiene en la industria la implementación y manejo de intercambiadores de calor, la Universidad de Ibagué se ha propuesto la construcción de un banco de intercambiadores de calor para ampliar el conocimiento de sus estudiantes de Ingeniería en esta área, dicho banco contara con tres intercambiadores de calor (Placas, Tubos Concéntricos y Coraza y Tubos) los cuales se tendrán que diseñar. Para el diseño de ellos, se deben tener en cuenta ciertas condiciones, las cuales entregaran la información y ciertos parámetros. Estas condiciones arrojan preguntas como: ¿los intercambiadores trabajaran en conjunto o individualmente? ¿Qué uso tendrá el intercambiador? ¿Cuál será la fuente de calor o de refrigeración? ¿Qué fluido se calentará? ¿Qué uso tendrá el fluido que se caliente o enfrié? ¿contamos con instrumentos o maquinas que se puedan usar para trabajar en conjunto con el banco de intercambiadores?
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Calentamiento de una piscina de pequeña capacidad utilizando una bomba de calor

Calentamiento de una piscina de pequeña capacidad utilizando una bomba de calor

Objetivos específicos: Desarrollar un prototipo de un intercambiador de calor utilizando una bomba de calor; Calcular y montar el intercambiador de calor utilizando una bomba de calor; Describir y detallar los diferentes procesos en la fabricación y montaje de la bomba de calor; Realizar ensayos del prototipo efectuando las mediciones de temperatura y caudal durante el calentamiento en la piscina; Realizar un estudio de costo a fin de compararlos con otro equipo fabricado en el exterior

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Estrategias de control de retroalimentación discontinuas para un intercambiador de calor

Estrategias de control de retroalimentación discontinuas para un intercambiador de calor

Resumen: El control de modo deslizante (SMC) es uno de los métodos de control robustos y no lineales. El SMC tiene varias ventajas, como la robustez frente a perturbaciones externas e incertidumbres en los parámetros. Por otro lado, el efecto de charlando es un problema común para el método. En la literatura, se han propuesto algunos enfoques para superar el problema del chattering. En este documento, se investiga una evaluación de la simulación de las técnicas convencionales de control de modo deslizante (de primer orden). Las aplicaciones de simulaciones se realizan utilizando un sistema de intercambiador de calor para el control del monitoreo de temperatura y la regulación de problemas de interferencia. Un análisis de rendimiento cualitativo se realiza a través de gráficos radiales. Los resultados gráficos se ilustran y las mediciones de rendimiento se tabulan en función del análisis del dominio de tiempo. Los resultados de las simulaciones indican que el control de modo deslizante es aplicable a los sistemas de control prácticos a costa de algunas desventajas.
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Identificación de Sistemas para un Intercambiador de calor de flujo cruzado

Identificación de Sistemas para un Intercambiador de calor de flujo cruzado

En este documento se desarrolló la identificación de sistemas con el objetivo de encontrar el modelo característico de dos de los elementos que conforman un intercambiador de flujo cruzado de aire. Se seleccionó la alternativa de identificación al considerar esta técnica como una herramienta muy interesante para identificar cualquier tipo de proceso real, más aun cuando el sistema dinámico al que se le efectúa el modelado realizada tareas difíciles de describir por métodos convenciones como el análisis matemático.

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Análisis y optimización de un intercambiador de calor con flujos en contracorriente

Análisis y optimización de un intercambiador de calor con flujos en contracorriente

Las secciones anteriores sirven como estudio del diseño actual del intercambiador de calor. En esta última sección, el objetivo es optimizar la geometría de la superficia aleteada para minimizar los requer- imientos de material para fabricar el aparato; y al mismo tiempo garantizar un desempeño mínimo, tanto termal como hidráulico. Este desempeño se define mediante restricciones impuestas en forma de efectividad mínima y caídas de presión máximas. A petición de ByCast, las únicas dimensiones a opti- mizar son el espaciado s y la longitud l.

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Calentamiento de Invernaderos con Energía Geotérmica en el Páramo Ecuatoriano

Calentamiento de Invernaderos con Energía Geotérmica en el Páramo Ecuatoriano

El material del intercambiador de calor fue seleccionado teniendo en cuenta los materiales adecuados para el uso de la geotermia que existen en el mercado ecuatoriano y la temperatura de trabajo. Adicionalmente, para establecer la factibilidad técnica y financiera se determinaron las características constructivas del invernadero, los elementos del sistema de irrigación-fertilización y la distribución de las plantas. Una vez que las especificaciones más óptimas fueron determinadas en base al PVC, el sistema fue modelado con un intercambiador de un material de más alta conductividad térmica (hierro negro que es sustancialmente más caro que el PVC) para comparar las factibilidades financieras de los dos materiales.
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Diseño y fabricación de un intercambiador de calor de tubos concéntricos para los Laboratorios de Termofluidos de la Universidad Santo Tomás

Diseño y fabricación de un intercambiador de calor de tubos concéntricos para los Laboratorios de Termofluidos de la Universidad Santo Tomás

La transferencia de calor es uno de los campos de la Ingeniería Mecánica de mayor aplicación en la industria, el cual es implementado en diferentes áreas mediante el uso de varios equipos térmicos, en especial intercambiadores de calor, en donde dos fluidos separados por una barrera intercambian energía en forma de calor en un determinado proceso. Son por excelencia los mejores ejemplos de aplicación en la transferencia de calor, ya que su funcionamiento es sencillo y explica de una forma simple los diferentes mecanismos de transferencia: conducción, convección y/o radiación. Es de gran importancia conocer de cerca los equipos que se estudian y analizan en el papel, los cuales son de gran importancia para un Ingeniero Mecánico en formación, es donde un primer acercamiento genera una idea sobre qué esperar en el mundo laboral. Es por lo anterior que en el programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad Santo Tomás, se cuenta con un pensum muy completo sobre materias de ciencias térmicas como termodinámica, mecánica de fluidos o transferencia de calor, todas con una excelente base teórica, pero con falencias en la parte experimental por la falta de equipos donde realizar prácticas. Al inicio del presente proyecto, la Universidad contaba con un intercambiador de calor de coraza y tubos, diseñado por estudiantes como proyecto de grado y apoyado por el semillero de investigación de energías y termofluidos [1], el cual funcionaba con vapor como fluido caliente y agua como fluido frío, pero debido a que la Universidad no tiene una fuente generadora de vapor, el equipo no había podido utilizarse. Entonces se planteó el diseño de un banco de pruebas de transferencia de calor, integrando y adaptando el actual intercambiador, con un nuevo intercambiador de calor de tubos concéntricos, para que funcionen con aceite térmico como fluido caliente y agua como fluido frío. Estos tipos de dispositivos se pueden encontrar en diferentes industrias, desde alimenticias hasta petroleras, en donde es necesario enfriar o calentar un fluido de trabajo. Para comprender los diferentes conceptos relacionados con la transferencia de calor, es necesario tener vivencias que relacionen toda la teoría de una manera práctica, para que se fortalezcan los conocimientos adquiridos.
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

Este punto de vista sugiere que el proceso pudiera ser eminentemente conductivo, pero como el gra- diente de temperaturas en la superficie viene determinado por la velocidad conque el fluido situado lejos de la pared puede transportar la energía a la corriente principal, (el gradiente de temperaturas sobre la pared depende del campo de velocidades del fluido), resulta que a mayor velocidad se produce un mayor gradiente de temperaturas y una transferencia de calor superior, por lo que el proceso es prácticamente convectivo, sin despreciar la conductividad térmica que tiene igualmente un papel importante. La situa- ción es muy similar en la convección natural, Fig I.10; la diferencia principal consiste en que en la con- vección forzada la velocidad lejos de la superficie se aproxima al valor de la corriente libre impuesta por una fuerza externa, mientras que en la convección natural la velocidad depende de las propiedades del
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II.- CONDUCCIÓN DE CALOR UNIDIRECCIONAL EN RÉGIMEN ESTACIONARIO - Conducción del calor unidireccional en estado estacionario

II.- CONDUCCIÓN DE CALOR UNIDIRECCIONAL EN RÉGIMEN ESTACIONARIO - Conducción del calor unidireccional en estado estacionario

La conducción es una forma de transferencia térmica según la cual, el calor viaja desde una región de temperatura elevada a otra de menor temperatura, pudiendo aparecer en los sólidos, en los líqui- dos y en los gases. Para el caso de los líquidos y gases, la conducción se encuentra normalmente en combinación con la convección; la conducción pura tiene lugar, fundamentalmente, en los sólidos opa- cos.

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Exp3_Profesor_Maquinas_Termicas_Fund_Refrigeracion_Parte_1_CETI_TQI

Exp3_Profesor_Maquinas_Termicas_Fund_Refrigeracion_Parte_1_CETI_TQI

Es el elemento de la instalación donde se produce el efecto refrigerante. Es un intercambiador de calor, en el cual el calor de la cámara o local pasa al interior del evaporador por efecto de la ebullición del fluido refrigerante en su interior.

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Determinación del área superficial de transferencia de calor en un intercambiador de casco y tubo aplicando el método de la LMTD y el método de la ε NTU

Determinación del área superficial de transferencia de calor en un intercambiador de casco y tubo aplicando el método de la LMTD y el método de la ε NTU

Los intercambiadores de calor suelen operar durante largos periodos sin cambios en sus condiciones de operación. Por lo tanto, se pueden considerar como aparatos de flujo estable. Como tales, el gasto de masa de cada fluido permanece constante y las propiedades de los fluidos, como la temperatura y la velocidad, en cualquier entrada o salida, siguen siendo las mismas. En general, el calor específico de un fluido cambia con la temperatura; pero, en un intervalo específico de temperaturas, se puede considerar como una constante en algún valor promedio, con poca pérdida en la exactitud. Por último, se supone que la superficie exterior del intercambiador de calor está perfectamente aislada, de modo que no se tiene pérdida de calor hacia el medio circundante y cualquier transferencia de calor sólo ocurre entre los dos fluidos. Las idealizaciones que acaban de describirse se logran muy aproximadamente en la práctica y simplifican mucho el análisis de un intercambiador de calor con poco sacrificio de la exactitud. Por lo tanto son de uso común. Con estas hipótesis, la primera ley de la termodinámica requiere que la velocidad de la transferencia de calor desde el fluido caliente sea igual a la transferencia de calor hacia el frío; es decir,
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Desarrollo de una herramienta computacional para la evaluación de costos de equipos de proceso industriales

Desarrollo de una herramienta computacional para la evaluación de costos de equipos de proceso industriales

Este trabajo presenta el desarrollo de una herramienta computacional para estimar los costos puestos en puerto (f.o.b, por sus siglas en ingles) de equipos de procesos industriales. Para esto se hizo una clasificación de los equipos comunes utilizando los simuladores de procesos comerciales: Hysys, Unisim, Chemcad y SuperProDesign, de donde se obtuvo una matriz de estos equipos, como por ejemplo los tanques, intercambiadores de calor, bombas, compresores, entre otros. Además dicha matriz también permitió observar los equipos que sean poco comunes y que sean de interés de industrias específicas, por ejemplo el fermentador. A partir de lo cual se determinaron los métodos de estimación más acertados, que posteriormente serían programados, Observándose que la mayoría de métodos gráficos daban un ajuste cercano a la realidad y eran más efectivos, debido a que no solo relacionaban un costo base de construcción, sino, que también relacionaban distintos factores como los de presión, tipo y material, los cuales permiten un ajuste más preciso de los costos. Estos costos de compra, están dados para un año de referencia, y se actualizan mediante unos índices de costos, los más usados son los Índices de Costos de Equipos e Ingeniería Química y los Índices de Costos para Industrias de Marshall and Swift. Después se desarrolló la herramienta objeto de este proyecto, llamada UDCOST. Para validar la efectividad de esta herramienta los resultados obtenidos se compararon con los arrojados por el software Aspen In PlantCost evaluando tres casos de estudio que incluían equipos tales como columna de destilación, evaporador e intercambiador de calor los cuales son representativos de industrias de procesos químicos y biotecnológicos. Los porcentajes de error obtenidos de esta comparación fueron 5.44% (columna de destilación), 8 % (evaporador) y 38 % (intercambiador de calor), siendo este ultimo un poco mayor debido a que en el mercado han entrado nuevas tecnologías que disminuyen los costos de manufactura del equipo y que son consideradas por el software de Aspen.
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