UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO INFORME EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL 6: BALANCE BA LANCE DE MATERIA Y ENERGIA EN UN INTERCAMBIADOR DE TUBOS Y CORAZA NOMBRE: ABASOLO ESTRADA ISMAEL GARCIA MAYO ROSARIO Hernn!e" #r$#% &r$n$!#! &ere%$&# R#'(re" )#'*+# ,+r)e L-
%$CARRERA: CARRERA: ../ 0 INGENIERIA 1U2MICA GRUPO: .345 PROF: Cee%&$n+ S$7# e%8#+n#
OBSERVACIONES: 99999999999999999999999 99999999999999999999999999999999999 99999999999999999999999 99999999999999999999999 99999999999999999999999 99999999999999999 999999
INDICE
Introducción………………………………………3
Objetivos………………………………………….4 Marco teórico
Procedimiento……………………………………5
Resultados……………………………………….6
Análisis de resultados.………………………….
!onclusiones……………………………………."
Memoria de cálculo……………………………..#$
INTRODUCCION
OBJETIVOS:
1-e e #-'n+ 8+';ren!# # $';+r&#n8$# !e +% *##n8e% !e '#&er$# < ener)(# en -n e=-$;+ !e&er'$n#!+ >$n&er8#'*$#!+r !e 8#+r?@ 1-e e #-'n+ %e #'$$#r$8e 8+n # +;er#8$n !e +% e=-$;+% !e &r#n%eren8$# !e 8#+r@ PROBLEMA EXPERIMENTAL:
E #-'n+ !e*er 8#8-#r #% ;r!$!#% !e 8#+r ;+r 8+n7e88$n en -n $n&er8#'*$#!+r !e &-*+% < 8+r#"# e';e#n!+ +% *##n8e% !e '#&er$# < ener)(# e%&+ *#%n!+%e en !#&+% e;er$'en&#e%@ MARCO TEORICO:
EQUIPO •
In&er8#'*$#!+r !e &-*+% < 8+r#"# $n%&##!+ en e LEM
MATERIAL • • •
Pr+*e&# )r#!-#!# !e ;%&$8+ !e 5 L Cr+n+'e&r+ G-#n&e% !e #%*e%&+
SERVICIOS • •
A)-# e#!# V#;+r
DESCRIPCION DEL EQUIPO
E e=-$;+ $n%&##!+ en e LEM 8+n%&# !e: •
• •
Un $n&er8#'*$#!+r !e 8#+r !e &-*+% < 8+r#"# #$'en&#!+ ;+r -n# 8+rr$en&e !e 7#;+r %#&-r#!+ < -n# 8+rr$en&e !e #)-# r(# Un &#n=-e !e 8+n!en%#!+% 8+n %- 'e!$!+r !e n$7e Un r+&'e&r+ ;#r# 'e!$r e )#%&+ !e #)-#
PROCEDIMIENTO
.@ 8+';r+*#r =-e #<# %er7$8$+%@ 5@ ;-r)#r e $n&er8#'*$#!+r e$'$n#n!+ e (=-$!+ 8+n!en%#!+ #8-'-#!+@
3@ Ver$8#r =-e e%&e 8err#!# # 77-# !e re&+rn+ !e #)-# r(# < #*$er&# # =-e #$'en&# e &#n=-e !e 8+n!en%#!+@ @ #-%&#r e J-+ !e #)-# # 8#en&#r #%&# !+n!e e r+&'e&r+ '#r8# .@K )#+ne% ;+r '$n-&+@ K@ #-%&#r # ;re%$n !e 7#;+r # 4@K )8'5@ 6@ #*r$r # 77-# =-e !e# %#$r e 8+n!en%#!+ !e &#n=-e #8$# # #8#n&#r$#@ @ 8++8#r # '#n)-er# =-e ;r+7$ene !e &#n=-e !e 8+n!en%#!+ en # ;r+*e&# )r#!-#!# < !e#r =-e %e #8-'-e e 8+n!en%#!+ !-r#n&e -n '$n-&+@ /@ re;e&$r e ;#%+ %$e&e@ @ A-%&#r e J-+ !e #)-# # 8#en&#r #+r# # 5@4 )#+ne% ;+r '$n-&+@ .4@ Ver$8#r =-e # ;re%$n !e 7#;+r 8+n&$ne en 4@K )8'5 %$ n+ %e 7-e7e # #-%&#r #%&# =-e $n!$=-e # ;re%$n !e%e#!#@ ..@ Se 7-e7e # 8++8#r # '#n)-er# ;r+7en$en&e !e &#n=-e !e 8+n!en%#!+ en # ;r+*e&# < !e n-e7+ %e !e# # #8-'-#r e%&e en e &r#n%8-r%+ !e -n '$n-&+@ .5@ Re;e&$r e ;#%+ +n8e@ .3@ Se re;$&en +% ;#%+% #n&er$+re% #+r# ;#r# -n J-+ !e #)-# # 8#en&#r !e 5@K < 3@4 )#+ne% ;+r '$n-&+@ RESULTADOS:
F $a!o" Sa#u"a*o
F, Agua Calin#
F+ Agua F".a
F4 Con*n%a*o
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES (4 CORRIDAS):
Propiedades Físicas o""i*a%
Agua -".a
Flujo (gal/min)
Tm!"a#u"a (%C)
+
,
4
+
,
4
+ 0
0
,
1
+ 2
++
+
Tim!o (min)
$olumn (ml)
P"%i&n ('g/m)
o""i*a%
Agua alin#
+
,
4
3 4
,
5 5
5 2
$a!o"
20
o""i*a%
+ Con*n%a*o
+
,
4
312
+6+02
63+2
612
ANALISIS DE RESULTADOS:
En *#%e # # 8#n&$!#! !e 8+n!en%#!+ 8#8-e e 8#+r ;er!$!+ ;+r e%&e
•
P#r# 8#8-#r e 8#+r ;er!$!+ !e 8+n!en%#!+ %e -&$$"# # %$)-$en&e r'-#: D+n!e: m ´ Q J-+ '%$8+ >)%? ∆ H Q en&#;$# >,)?
Q=m ∆ H
En&+n8e%: E !#&+ e;er$'en&# !e 8+n!en%#!+ e% J-+ 7+-'&r$8+>8#-!#? ;+r + =-e #< =-e -&$$"#r # !en%$!#! ;#r# +*&ener e J-+ '%$8+@ ρ H o = 1000 2
(
m=
1000
Kg
C#-!# Q .@/.40K
3
m Kg 3
m
)
( 1.48 x 10−
5
m / s )=0.014 Kg / s 3
Y ;#r# 8#8-#r e ∆ H ne8e%$&#'+% -%#r #% &#*#% !e 7#;+r ;+r + 8-# #< =-e 8#8-#r # ;re%$n #*%+-&# !e # %$)-$en&e '#ner#: P#*% Q P#&' P'#n+ L# ;re%$n '#n+'&r$8# e% !e 4@K )8'5 1
¯¿ 100000 Pa
Kg
0.5
cm
2
=
= 0.4903325 ¯¿
98066.5 Pa 1
Kg cm
¿
2
L# ;re%$n #&'+%r$8# en C-#-&$&n I"8#$ e% !e K/K ''H) 1
¯¿ 100000 Pa
585 mmHg
=
=0.78 ¯¿ 1 Pa
0.00750 mmHg
¿
P+r + &#n&+ # ;re%$n #*%+-&# e% $)-# # .@543 B#r
En&+n8e% -&$$"#n!+ #% &#*#% !e 7#;+r ;+!e'+% !e&er'$n#r # en&#;$# re#$"#n!+ -n# $n&er;+#8$n !e !#&+% %e +*&$ene + %$)-$en&e: Pre%$n >B#r? En&#;$# >,)? .@5K
55.@4K
.@543
553@/
.@K4
5556@6
F$n#'en&e 8#8-#'+% e 8#+r ;er!$!+ ;+r e 8+n!en%#!+: Q=( 0.01483 Kg / s )
•
(
2239.8
KJ Kg
)=
/s
33.22 kJ
C+n e J-+ !e #)-# < 8+n %- &e';er#&-r# !e en&r#!# < %#$!# 8#8-e e 8#+r )#n#!+ ;+r e%&#:
Q= m C p ∆ T
P#r# 8#8-#r # '#%# -&$$"#'+% n-e7#'en&e # !en%$!#! !e #)-# 3
3
gal 3.78 L 1 m m = =0.006 1.5 min 1 gal 1000 L min
F-+ !e #)-#: 3
m 1000 Kg = (1 minuto ) m ´ Q 0.006 3 min 1m 1 ´ =6 kg min =0.1 kg / s m min 60 s
Q 6 )'$n
C+n%$!er#n!+ e C; !e #)-# $)-# #:
[email protected] ,) C Y -n# !$eren8$# !e &e';er#&-r# $)-# #:
∆ T =( 84 −9 ) º C =75 º C
F$n#'en&e 8#8-#'+% e 8#+r )#n#!+ ;+r e #)-# Q=( 0.1 Kg )
•
(
1.012
KJ Kg º C
)(
)=7.59 KJ / s
75 º C
P+r # !$eren8$# !e 8#+r )#n#!+ < ;er!$!+ 8#8-e e 8#+r ;er!$!+ ;+r 8+n7e88$n
KJ ∗( 60 s )=1993.422 KJ s KJ ∗( 60 s )=455.40 KJ Q( ganado )=7.59 s Q( perdido)= 33.22
Qtot =( 1993.422 −455.40 ) KJ = 1538.022 KJ
COMO YA SE MENCIONARON LAS FORMAS DE CALCULAR EL CALOR SE REALIZA EL MISMO PROCEDIMIENTO PARA CADA UNA DE LA CORRIDAS TENIENDO COMO RESULTADO LA SIGUIENTE TABLA: CORRIDA
Q perdido (KJ/s
Q !"#"do (KJ/s
Q perdido por $o#%e$$i&# (KJ
. 5 3
33@553 5@5/K .4K@.K .4@.K4
@K /@433 /@66 @./
.K3/@455 54@.K K/K@6 K6/@.4
CONCLUSIONES: Po*mo% onlui" 7u !a"a "ali8a" un 9alan * n"g.a * un 7ui!o * #"an%-"nia * alo" n %# a%o l in#"am9ia*o" * #u9o% * o"a8a % n%a"io ono" algn -lujo m;%io6
6 !o" l in"mn#o * #m!"a#u"a6 !a"a l a%o * la !"*i*a * alo" !o" !a"# *l =a!o" %a#u"a*o #u=imo% 7u u#ili8a" #a9la% * =a!o"6 !a"a o9#n" la n#al!ia a la n#"a*a < a la %ali*a 6
Ecuacionde balance de energia paraun intercambiador de calor
´ ( hs −he ) Q= m
S-;+%$8$n: F.QF3 < F5QF C#+r )#n#!+ ;+r e #)-# Q m´ ( h −h ) 1
3
1
C#+r ;er!$!+ ;+r e 7#;+r Q m´ ( h − h ) 2
Q perdidopor con!eccion = Q perdido−Qganado
4
2
BIBLIO'RAIA:
F+-%& A@ < 8+ $n&r+!-88$n # # $n)en$er(# =-('$8# CESA 5 # E!$8$n en E%;#+ Re#$&$% G@V B##n8e !e '#&er$# < ener)(# M8 Gr# H$ M$8+ >./?@
