PDF superior Diseño de un intercambiador de calor de tubos y coraza para fluidos líquido líquido

Diseño de un intercambiador de calor de tubos y coraza para fluidos líquido líquido

Diseño de un intercambiador de calor de tubos y coraza para fluidos líquido líquido

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACUL TAO DE INGENIER?A QU?MICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIER?A QU?MICA "DISE?O DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBOS Y CORAZA PARA FLUIDOS L?QUIDO L?QUIDO" TESIS PA[.]

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Diseño de software para intercambiadores de calor de coraza y tubos con cinco sustancias diferentes

Diseño de software para intercambiadores de calor de coraza y tubos con cinco sustancias diferentes

El crecimiento de la industria colombiana ha llevado a una gran demanda de intercambiadores de calor, por la complejidad en el diseño y construcción de estos equipos pocas empresas actualmente ofrecen estos servicios. La empresa Siprocah SAS brinda servicios de diseño y construcción de equipos industriales en Bogotá. Pensando ampliar sus campos de servicio se pretende incluir el diseño de intercambiadores de calor, específicamente de coraza y tubos, mediante los cuales se puede acceder a gran parte de la industria en el país. Para esto se planteó un proyecto interno en el cual mediante unas características dadas se realizó un software para el diseño preliminar de un intercambiador tanto hidráulico como térmico. Este programa fue realizo mediante el uso del software MATLAB y su herramienta para interfaces graficas Guide; también se integró la herramienta de Office Excel para generar una hoja de datos del intercambiador con todos los datos calculados tanto en dimensionamiento como en diseño térmico e hidráulico.
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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 coraza y tubos: La construcción más básica y común de los intercambiadores de calor es el de tipo coraza y tubos que se muestra en la Figura 8.Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor llamado coraza. El flujo de fluido dentro de los tubos se le denomina comúnmente flujo interno y aquel que fluye en el interior del contenedor como fluido de coraza o fluido externo. En los extremos de los tubos, el fluido interno es separado del fluido externo de la coraza por las placas del tubo. Los tubos se sujetan o se sueldan a una placa para proporcionar un sello adecuado.En sistemas donde los dos fluidos presentan una gran diferencia entre sus presiones, el líquido con mayor presión se hace circular típicamente a través de los tubos y el líquido con una presión más baja se circula del lado de la coraza.
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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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Optimización del diseño térmico e hidráulico de un intercambiador de calor del tipo tubos y coraza

Optimización del diseño térmico e hidráulico de un intercambiador de calor del tipo tubos y coraza

El desempeño de investigadores como Kern, Bell y otros que han aportado desde el punto de vista científico-tecnológico importantes conocimientos a las metodologías de diseño, para intercambiadores de calor del tipo tubos y coraza, es una prueba del insistente trabajo de la comunidad científica por el perfeccionamiento de estas metodologías. A partir de mediados de la década de los noventa han sido varios los trabajos donde se optimiza el diseño térmico e hidráulico de los equipos de transferencia de calor, partiendo de los métodos anteriormente mencionados, y a pesar de ello, en la actualidad, el personal especializado en la industria cubana raramente se dota de herramientas computacionales para optimizar el posible diseño de un equipo de transferencia de calor o el mejoramiento de su funcionamiento. Por ello a la hora de emprender la tarea de diseño de un intercambiador de tubos y coraza, el número de decisiones a tomar durante esta son innumerables, por lo cual existe la posibilidad de que sean seleccionados los parámetros de diseños menos óptimos, incluso cumplidas las exigencias operacionales del equipo.
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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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Diseño y Construcción de un Intercambiador de Calor de Tubos Concéntricos para el Mejoramiento de las Condiciones de Combustión del Diesel 2

Diseño y Construcción de un Intercambiador de Calor de Tubos Concéntricos para el Mejoramiento de las Condiciones de Combustión del Diesel 2

La investigación se realizo en las instalaciones de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, y se inicia con la idea de bajar las concentraciones de los principales gases de combustión de un motor de diesel, la misma que nos llevo a la recopilación de bibliografía, luego a plantear la idea como un tema de investigación, inmediatamente realizar la simulación para determinar experimentalmente las condiciones de proceso además de identificar las variables, para posteriormente determinar el tipo de intercambiador necesario, definir el caudal de diesel a usar, y desarrollar los cálculos de ingeniería que permitieron construir dicho equipo.
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Diseño, Construcción y Pruebas de un Intercambiador de Calor de Carcasa y Tubos para Laboratorio de Térmicas de la Facultad de Mecánica

Diseño, Construcción y Pruebas de un Intercambiador de Calor de Carcasa y Tubos para Laboratorio de Térmicas de la Facultad de Mecánica

Una vez realizado el análisis termodinámico de un intercambiador de calor se conoce con exactitud la taza de transferencia de calor y la diferencia de temperaturas media logarítmica. Por tanto, para determinar el área de transferencia de calor es necesario determinar el coeficiente global de transferencia de calor. El coeficiente global de transferencia de calor está definido en términos de la resistencia térmica total a la transferencia de calor entre dos fluidos y, por tanto, involucra las resistencias de convección y conducción presentes. Es en la determinación de estos factores donde entran en juego muchos parámetros tales como las características del flujo, las propiedades de los fluidos, las dimensiones de los conductos y otros que convierten el diseño de intercambiadores de calor en proceso que requiere muchas iteraciones y el consumo de una considerable cantidad de tiempo.
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Diseño de un Módulo Didáctico de Intercambiador de Calor de Coraza y Tubos para la Ampliación del Sistema de Vapor del Laboratorio de Termofluidos de la Universidad Católica de Santa María

Diseño de un Módulo Didáctico de Intercambiador de Calor de Coraza y Tubos para la Ampliación del Sistema de Vapor del Laboratorio de Termofluidos de la Universidad Católica de Santa María

tesis para optar el grado académico de Ingeniero Mecánico (2011), concluye lo siguiente: Al analizar los resultados, se comprueba la hipótesis de que al modificar mecánicamente la superficie lisa de los tubos, se obtiene otra superficie que desde el punto de vista teórico se pretende que cambie la trayectoria del fluido creando vórtices, lo cual dará lugar a un flujo turbulento tanto al interior (Re alrededor de los 600) y como para el lado exterior de la tubería, entonces de esta manera se beneficiara la transferencia de calor ya que existe un mejor mezclado de cada uno de los fluidos, siendo así, que por un lado uno cede la mayor cantidad de energía y el otro lo recupera, caso contrario a la tubería lisa; esto no quiere decir que en ésta, en alguna condición de funcionamiento del equipo, no exista la turbulencia, sino que se puede presentar en un “Re” más bajo como ya se mencionó, así mismo su recomendación más importante: Es pertinente mencionar que tanto los tubos corrugados como el bafle helicoidal implican más tiempo de modelado, maquinado, y ensamble, comparados con el requerido en el modelo tradicional, lo que obviamente repercute en los costos (Solorio Ordaz, 2011, p. 128).
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Diseño, construcción y pruebas de un intercambiador de serpentín y coraza para un banco de trampas de vapor

Diseño, construcción y pruebas de un intercambiador de serpentín y coraza para un banco de trampas de vapor

Para explicar el mecanismo físico de la conducción, pensemos en un gas en el que existe un gradiente de temperaturas y no hay movimiento global. El gas ocupa todo el espacio entre las dos superficies como se muestra en la Figura 2.1. Asociamos la temperatura del gas en cualquier punto con la energía que poseen sus moléculas en las proximidades de dicho punto. Cuando las moléculas vecinas chocan ocurre una transferencia de energía desde las moléculas más energéticas a las menos energéticas. En presencia de un gradiente de temperaturas la transferencia de calor por conducción debe ocurrir en el sentido de la temperatura decreciente, esto es en la dirección positiva del eje de las x.
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Capítulo V Intercambiadores de calor de coraza y tubos

Capítulo V Intercambiadores de calor de coraza y tubos

En todo el proceso anteriormente especificado, se ha supuesto el conocimiento de las cuatro temperaturas terminales de un cambiador de calor, sin embargo, y en la práctica, en muchas ocasiones no son conocidas todas las temperaturas terminales, desconociéndose generalmente las temperaturas de salida de ambos fluidos, lo que obliga de seguir el método expuesto anteriormente, a un proceso de iteración importante, basado en la suposición de dichas temperaturas, para una vez calculado el intercambiador proceder a su comprobación y de no conseguir suficiente aproximación_ recalcularlo de nuevo sucesivas veces hasta la consecución de una adecuada aproximación entre las temperaturas supuestas y las calculadas.
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Determinación experimental de coeficientes de transferencia de calor para convección libre y forzada

Determinación experimental de coeficientes de transferencia de calor para convección libre y forzada

(c) Flujo forzado a través de un haz de tubos como los que se encuentran en un intercambiador de calor de coraza y tubos, (d) Capas límites laminares y turbulentas en la convección nat[r]

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UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DIVISION DE INGENIERIAS BOGOTÁ D.C. 2014

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DIVISION DE INGENIERIAS BOGOTÁ D.C. 2014

Las corazas de los intercambiadores se fabrican de tubo de acero, con un espesor normalizado comercialmente y determinado según el diámetro de la coraza y la presión de trabajo correspondiente. Uno de los materiales más usado para la construcción de las corazas es el acero al carbono. Para diámetros inferiores a 60,96cm (24”), se puede construir de tubería comercial. Para más de 60,96cm (24”) la coraza se realiza con planchas de aceros enrollados y soldados. Por cada extremo se sueldan las bridas que llevarán las tapas y las cajas de distribución. Las toberas de entrada y salida se sueldan, o no, con una placa de refuerzo según la presión de servicio. La redondez de la coraza es importante al fijar el diámetro máximo de los deflectores y el efecto de la fuga entre la coraza y el deflector 16 . Existes diversos tipos de coraza de un intercambiador de calor de casco y tubo según nos dice la norma TEMA los cuales se identifican con tres letras, el diámetro en pulgadas del casco y la longitud nominal de los tubos en pulgadas. La primera letra es la que nos indica el tipo del cabezal estacionario. Los de tipo A representan el canal y la cubierta desmontable y los de tipo B representan el casquete y son los más comunes. La segunda letra nos indica el tipo de casco o coraza, en estas se encuentra la más común que es la de tipo E que representa una coraza de un paso, la de tipo F es la representativa de dos pasos y es más complicada de mantener, los de tipos G, H y J se emplean para reducir las pérdidas de presión en la coraza, el K es el tipo de rehervidor de una caldera utilizado en la torre de fraccionamiento y el de tipo U (haz de tubos en U) es el más económico. A continuación se define el modo de uso para cada tipo de coraza, así:
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Optimización de un intercambiador de placas para calentamiento de crudo pesado en emulsión con agua

Optimización de un intercambiador de placas para calentamiento de crudo pesado en emulsión con agua

Desde la primera perforación de petróleo en 1859 por Edwin L. Drake, ha aumentado el consumo de combustibles fósiles debido al desarrollo de la industria junto al crecimiento del parque automotor mundial. Esto ha generado un nuevo mercado y un nuevo ámbito de investigación alrededor del petróleo crudo. Durante mucho tiempo se han aprovechado los beneficios que brindan los petróleos livianos WTI, los cuales son de fácil extracción y tienen un poder calorífico alto; por tanto, la industria ha girado alrededor de los yacimientos que contienen este tipo de crudo. Sin embargo, el posible agotamiento de estos recursos pone en un punto crítico grandes sectores industriales, lo que ha llevado a la extracción de crudos pesados a tomar un papel protagónico. Esta tendencia ha aumentado en las últimas décadas, haciendo necesario optimizar los métodos que se tienen para aprovechar al máximo los yacimientos disponibles. Existen diversas metodologías para mejorar la extracción de este tipo de crudos. Es posible clasificarlas en tres grandes categorías; inyección térmica, inyección química e inyección de gas [7]. El precalentamiento de este crudo es fundamental para lograr su adecuado tratamiento y transporte, esto se ha logrado mediante intercambiadores de calor de coraza y tubo, los cuales son bastante populares en el mercado, pero por sus dimensiones y rendimiento; están perdiendo terreno frente a otros diseños de intercambiadores como los de tubos concéntricos en espiral.
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Diseño y mantenimiento de equipos de transferencia de calor

Diseño y mantenimiento de equipos de transferencia de calor

los capítulos anteriores para el diseño de un intercambiador de calor de carcaza y tubos.1. INTRODUCCION.[r]

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Diseño de una planta piloto didáctica de intercambio térmico [recurso electrónico]

Diseño de una planta piloto didáctica de intercambio térmico [recurso electrónico]

En este trabajo se diseñó una planta piloto didáctica de intercambio térmico, donde el corazón del proyecto es un intercambiador de calor de tubos y coraza, también hacen parte de la planta un equipo de enfriamiento, un calentador a gas que proporciona la energía necesaria para calentar el fluido energético, una serie de bombas para movilizar los fluidos a través de tuberías, tanques donde se almacenan los fluidos y un equipo que permite adecuar el agua para el proceso. Para el diseño de los equipos se tuvo en cuenta inicialmente las condiciones de operación de la planta piloto de intercambio térmico existente en el SENA (sede Salomia, Cali), estos valores se adecuaron posteriormente según criterios técnicos y de seguridad, que permitieran un amplio rango de operación.
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Evaluación del proceso de transferencia de calor en el sistema de enfriadores de Ácido Sulfhídrico

Evaluación del proceso de transferencia de calor en el sistema de enfriadores de Ácido Sulfhídrico

Bajo este escenario todos los valores determinados de temperatura del Ácido Sulfhídrico a la salida del sistema de enfriadores superan la magnitud requerida por diseño (310,15 K), con una desviación absoluta que promedia 3,57 K y fluctúa entre 1,85 y 11,01 K . Los cambios de flujo másico de Ácido Sulfhídrico en el rango analizado no tienen un impacto significativo en la temperatura del gas a la salida del sistema, la cual muestra variaciones entre 0,41 y 0,79 K para un mismo caudal de agua. El régimen de flujo del lado de la coraza es turbulento, con valores del Número de Reynolds entre 5,2·10 4 y 7,4·10 4 . Con el aumento del flujo de Ácido Sulfhídrico su temperatura a la salida del banco de enfriadores disminuye, debido a que se incrementa el coeficiente individual de transferencia de calor del gas y decrece la resistencia térmica de las incrustaciones. Ambos factores conllevan al incremento del coeficiente global de trasferencia de calor. Las variaciones de flujo másico de agua, en el rango estudiado, tienen un efecto notable en la temperatura de salida del Ácido Sulfhídrico. Para un flujo constante de gas se determinaron cambios en su temperatura final entre 8,37 y 8,75 K . Con el aumento del caudal de agua disminuye la temperatura de salida del Ácido Sulfhídrico, debido principalmente a un incremento del coeficiente individual del lado de los tubos fomentado por un cambio del régimen de flujo, que mejora discretamente el coeficiente global de transferencia de calor. Para los intercambiadores analizados el agua fluye en régimen laminar hasta los 2,421 kg/s ( Re  2100 ), y alcanza el régimen turbulento a partir de los 4,615 kg/s ( Re  4000 ). Se corrobora que el número de Reynolds tiene una influencia notable en la capacidad de transferencia de calor.
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Diseño y aplicación de programación de interfaces graficas para la resolución de problemas de extracción sólido-líquido y líquido-líquido.

Diseño y aplicación de programación de interfaces graficas para la resolución de problemas de extracción sólido-líquido y líquido-líquido.

La elaboración e implementación de las interfaces graficas de usuario para la resolución de problemas de extracción sólido-líquido & extracción líquido-líquido ha resultado exitosa dado que con ellas se han podido resolver de las principales formas de los problemas clásicos de extracción de los tipos antes mencionados. Se logro programar algoritmos matemáticos de intersección de curvas e interpolación de las mismas que logran homologar el proceso lógico que realiza el estudiante al realizar extrapolaciones con un curvígrafo o intersecciones con rectas prolongando el trazó por medio de una regla. Todo esto se pudo lograr gracias a la integración de los datos de las curvas dentro de arreglos unidimensionales y la aplicación de estos mismos a los conceptos de ecuaciones de primer grado, pendientes y convergencia de rectas por métodos discretos.
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evaporacion-ago_dic-2013

evaporacion-ago_dic-2013

Formación de incrustaciones y materiales de construcción: Algunas soluciones depositan materiales solidos llamados incrustaciones sobre las superficies de calentamiento. Estas incrustaciones se forman a causa de los productos de descomposición o por disminución de la solubilidad. El resultado es una reducción del coeficiente de transferencia de calor, lo que obliga a limpiar el evaporador. La selección de los materiales de construcción del evaporador tiene importancia en la prevención de la corrosión.

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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 el diseño más económico contribuye, entre otros factores, una velocidad del fluido en los tubos tal, que el incremento del coste de la potencia necesaria para el bombeo se compense con una disminución del coste del aparato; una velocidad demasiado baja ahorra potencia de bombeo pero en cambio requiere un cambiador excesivamente grande y costoso; una velocidad excesiva- mente grande, lo contrario.En los intercambiadores de paso múltiple se utilizan con frecuencia cabezales flotantes; el líquido del lado de los tubos entra y sale por la misma cámara que está tabicada mediante una placa con el fin de separar las corrientes de entrada y salida.
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