Condensador vertical (página 2)

La condensación por película es
susceptible a l análisis
matemático y los cálculos de los condensadores
comerciales se basan en este tipo de
condensación.

En la condensación por película los
coeficientes de transferencia de calor son mas
bajos que en la condensación por goteo, el espesor de la
película se ve afectado por la velocidad,
viscosidad, la
densidad, el
diámetro del tubo la textura de la superficie por la que
se efectúa la condensación y sobretodo por la
posición del condensador.

En la condensación los equipos pueden ser
colocados en forma horizontal o vertical dependiendo de la
aplicación del condensado.

Para poder definir
la posición de un condensador debe tomarse en cuenta la
facilidad de mantenimientos, el tipo de soportes estructurales y
el costo que
implica, generalmente es más costoso instalar un
condensador de tipo vertical

La posición del condensador afecta
considerablemente el valor de los
coeficientes de película

La práctica se realizara utilizando un
condensador de haz de tubos colocado en forma vertical con las
mismas características del condensador horizontal para
poder comparar ambos equipos.

Los factores que se deben considerar en la
elección de un intercambiador de calor son:

– Temperatura a
la que se trabaja

– Estado del
fluido (vapor o líquido)

– Presión a
la que se someten los fluidos.

– Pérdidas de presión en los
intercambiadores

– Caudal del fluido

– Acción
corrosiva del fluido tratado

– Posibilidad del sistema de
ensuciarse, que supone pérdida de calor

• Tamaño posible de la
  instalación

El condensador vertical instalado en el laboratorio de
operaciones
unitarias consta de:

• Un condensador vertical de cabezal flotante con 5
  tubos BWG 18 Admiralty de 5/8 de diámetro y de una
  longitud de 1.5m
• , Un rotámetro con tubo de vidrio con
  capacidad de 19
  lt/min
• Una bomba centrifuga,
• 4 indicadores de temperatura,
• 5 termopares
• 1 indicador de temperatura digital
• 1 selector de temperatura
• 2 tanques atmosféricos de 57 cm
  de diámetro con indicador de nivel de vidrio para el
  manejo de agua
• 1 tanque atmosférico de 38.5 cm
  de diámetro con indicador de nivel de vidrio para el
  manejo del condensado frío,
• un enfriador de serpentín de acero
  inoxidable tipo 304 para subenfriar el
  condensado,
• 2 manómetros de tipo Bourdon,
• Una válvula reductora de
  presión,
• Una trampa de vapor tipo cubeta
  invertida,
• Un filtro,
• Una válvula de seguridad

Instructivo de operación general del
equipo

• Verificar que el sistema este cerrado
• Abrir la línea general
• Abrir las válvulas de alimentación de
  agua
  fría al tanque y al enfriador
• Abrir las válvulas desde la
  alimentación del agua de tanque a la bomba, la de
  recirculación
• Poner a funcionar la bomba
• Abrir la válvula de alimentación de
  agua al condensador (válvula de descarga de
  rotámetro) y fijar el gasto de
  operación
• Abrir la válvula general de vapor al
  equipo
• Abrir la válvula reductora de
  presión
• Abrir la válvula de globo
• Abrir la válvula de purga de
  vapor
• Purgar y cerrar válvula de purga y fijar
  condiciones de operación del equipo (0.5 a 1.5
  kg/cm2), observando la presión en el
  manómetro
• Se opera el equipo hasta obtener régimen
  permanente, registrando las temperaturas de los indicadores
  hasta que permanezcan constantes
• Tomar los datos
  experimentales de presión, temperaturas, gastos de
  agua y vapor en determinado tiempo
• Cambiar las condiciones de operación (se
  puede cambiar la presión o gasto de agua o ambos) se
  opera el equipo y se busca establecer el régimen
  permanente
• Se obtienen los nuevos datos
  experimentales

Para finalizar la operación se cierra la
válvula de alimentación del vapor

• Se deja funcionar el condensador de calor hasta que
  este se enfríe (aprox. 3-5 min.)
• Se apaga la bomba y se cierra la válvula del
  rotámetro
• Se cierra la válvula de alimentación
  del agua.

Tabla de Datos
Experimentales

Secuencia de
Cálculos

Determinar el gasto volumétrico del
agua

Donde:

Cálculo del gasto volumétrico del
vapor

Cálculo del gasto masa de vapor

en donde:

Cálculo del calor ganado (Qa)

Donde:

Cálculo del calor cedido (Qv)

en donde se obtiene de tablas de vapor a presión
absoluta

Cálculo de la eficiencia
térmica del equipo

Cálculo del coeficiente global de
transferencia de calor

Cálculo de la media logarítmica de
temperatura

En donde:

Cálculo del área de
transferencia de calor

Cálculo del coeficiente global de
transferencia de calor teórico

Donde:

Cálculo de los coeficientes de película
interior y exterior

Película
Interior

Nota: Para este cálculo
las propiedades físicas se toman a temperatura media ™
del agua

Donde:

Cálculo de la velocidad del
agua

Película exterior
he

Nota: Para este cálculo las propiedades
físicas se toman a temperatura de película
(Tf) del vapor excepto en donde:

Este cálculo es un aproximado de la temperatura
de pared

Donde:

Las propiedades son a temperatura de película
(tf) del condensado

Cálculo de la desviación porcentual
%D

Tablas de Resultados

Resultados experimentales y
teóricos condensador vertical

Resultados experimentales y
teóricos condensador horizontal

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Perry; Manual de ing.
químico

Zara Llens