TRABAJO PRÁCTICO INTEGRADOR. Bases y Condiciones

Transcripción

1 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 1 / 10 Bases y Condiciones Docentes: Antonio Videla Mariano Manfredi Julián González Hughetti Cristian Bernardi Revisión: Mar-2017

2 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 2 / 10 INDICE INDICE OBJETO OBJETIVO Y ALCANCE ESPECIFICO DEL TPI METODOLOGÍA DE TRABAJO Y EVALUACIÓN DESARROLLO SELECCIÓN DEL CICLO DE REFRIGERACIÓN SIMULACIÓN PRESENTACIONES PARCIALES PRESENTACIÓN FINAL Y EVALUACIÓN REPORTE FINAL COMUNICACIONES MANEJO Y FORMATO DE DOCUMENTOS FORMATOS Y PLANTILLAS UNIDADES ARCHIVO DE DOCUMENTOS PENALIDADES BASES DE DISEÑO REQUISITOS DE DISEÑO DATOS PARA ESTIMACIÓN DE COSTOS... 7 ANEXO 1 - DATOS DEL GRUPO... 8 ANEXO 2 - RESUMEN DE DIAGRAMA PH... 9 ANEXO 3 - RESUMEN DE PARÁMETROS... 10

3 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 3 / OBJETO El objeto de este documento es presentar al alumno las bases y condiciones para la ejecución del Trabajo Práctico Integrador (TPI) a ser desarrollado en el curso de Tecnología de la Energía Térmica. 2. OBJETIVO Y ALCANCE ESPECIFICO DEL TPI El objetivo del alumno será desarrollar y presentar los cálculos asociados al dimensionamiento de los equipos de un circuito de refrigeración mecánica. El alcance incluirá: 1. Desarrollar los cálculos termodinámicos de un ciclo de refrigeración compuesto. o Seleccionar la corriente de proceso y el refrigerante. o Seleccionar los parámetros operativos del ciclo de refrigeración. o Comprender la interacción de las variables en juego y sus limitaciones. 2. Diseñar y especificar el evaporador del ciclo de refrigeración de acuerdo a los requerimientos térmicos e hidráulicos. 3. Diseñar y especificar el condensador del ciclo de refrigeración de acuerdo a los requerimientos térmicos e hidráulicos. 4. Realizar una estimación de costos del ciclo de refrigeración. Para cumplir con el objetivo general, el alumno deberá aplicar e integrar los conocimientos adquiridos en la presente materia y otras materias específicas. 3. METODOLOGÍA DE TRABAJO Y EVALUACIÓN A continuación se presentan los lineamientos generales para el desarrollo y evaluación del TPI. El desvío respecto de alguna de las pautas y procedimientos expresados en la metodología indicada en este documento deberá ser consensuado con la cátedra. La cátedra podrá desviarse de lo aquí expresado en los casos que lo considere necesario para el mejor cumplimiento de los objetivos del curso DESARROLLO El desarrollo del TPI deberá realizarse siguiendo las etapas parciales de presentación que se indican a continuación. 1. Balances de materia y energía, tabla resumen de parámetros, diagrama P-h, tabla resumen de diagrama P-h y perfiles térmicos para aprobación de las condiciones del ciclo de refrigeración [2 semanas]. 2. Simulación del ciclo para obtención de propiedades (2 semanas). 3. Memoria de cálculo del intercambiador de calor: o Condensador para aprobación parcial (2 semanas). o Evaporador para aprobación parcial (2 semanas). 4. Reporte final recopilando la información presentada e incorporando la estimación de costos (1 semana). 5. Presentación y evaluación (1 día).

4 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 4 / 10 Las etapas numeradas son correlativas entre sí por lo que deberá completarse cada una de ellas antes de pasar a la siguiente. Para cada una de estas etapas se presentan los plazos de elaboración para referencia del alumno, estos plazos inician inmediatamente después del dictado teórico de cada unidad temática. El TPI deberá ser desarrollado en forma grupal. Los grupos de trabajo deberán estar formados por 4 a 5 personas. El grupo podrá realizar consultas a los docentes de la cátedra durante los horarios de la cursada. Cada grupo será responsable de coordinar la ejecución de las tareas del TPI para cumplir con las etapas de presentación SELECCIÓN DEL CICLO DE REFRIGERACIÓN La selección del fluido de proceso, el refrigerante y las condiciones de operación del ciclo será responsabilidad del grupo y estarán sujetos a revisión y aprobación por parte de los docentes de la cátedra. El grupo deberá seleccionar un fluido de proceso y refrigerante que se encuentre en la base de datos del simulador SIMULACIÓN El ciclo de refrigeración será simulado con el objeto de obtener las propiedades termodinámicas para el diseño de los equipos. Para desarrollar la simulación será necesario contar con la aprobación previa de las condiciones operativas del ciclo de refrigeración. La simulación deberá ser desarrollada bajo la supervisión de algún docente de la cátedra. No se aceptarán cambios posteriores a las condiciones de operación del ciclo una vez cumplida la etapa de simulación PRESENTACIONES PARCIALES Las presentaciones parciales serán según lo indicado en el ítem 3.1, cada una de ellas es obligatoria y deberá encontrarse aprobada por el docente para que el grupo pueda iniciar la etapa siguiente. El grupo deberá asistir a cada presentación parcial con todo el material necesario para realizar una adecuada evaluación del avance y asegurar la asistencia efectiva en los temas que sea requerido. Todas las presentaciones parciales deberán realizarse durante el período de la cursada exclusivamente y en forma sucesiva. En cada presentación parcial deberá presentarse a la cátedra una copia en papel de todo lo elaborado a la fecha incluyendo las correcciones previas. Los comentarios serán asentados sobre la copia en papel que quedará en poder del grupo. El grupo será responsable de registrar y conservar los comentarios y recomendaciones realizados por el docente en cada etapa PRESENTACIÓN FINAL Y EVALUACIÓN La presentación final y evaluación podrá ser realizada una vez que la cátedra apruebe todas las etapas del TPI. En la presentación final deberá realizase una exposición y defensa de todas actividades desarrolladas.

5 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 5 / 10 En la presentación final deberá presentarse a la cátedra una copia en papel del reporte final y una copia en formato electrónico original de todos los documentos elaborados (reporte, memorias de cálculo en MathCad, hojas de datos y simulación) las cuales quedarán ambas en poder de la cátedra. El historial de correcciones deberá presentarse para referencia. En la evaluación final deberán estar presentes todos los integrantes del grupo. La evaluación será en forma oral (con nota individual) durante la presentación final. La aprobación definitiva del TPI está condicionada a la aprobación de las evaluaciones parciales de la materia. En caso de que las evaluaciones parciales no sean aprobadas, el TPI no podrá considerarse como aprobado aun habiéndose cumplimentado con todos los requisitos expuestos en este documento REPORTE FINAL El reporte final deberá respetar el índice presentado en el formato de referencia y deberá incluir lo indicado a continuación. 1. Planilla de seguimiento e historial de correcciones y consultas. 2. Balance de materia y energía del ciclo de refrigeración: Preliminar y HYSYS. 3. Diagrama P-h del ciclo de refrigeración y perfiles térmicos en evaporador y condensador. 4. Memoria de cálculo térmico e hidráulico del condensador. 5. Hoja de datos del condensador. 6. Memoria de cálculo térmico e hidráulico del evaporador. 7. Hoja de datos del evaporador. 8. Análisis de performance del ciclo de refrigeración. 9. Estimación de costos de instalación y operación COMUNICACIONES Las comunicaciones por sólo se usarán a los efectos de coordinar fechas de reunión e intercambio de archivos. No se resolverán consultas técnicas por este medio. El asunto deberá estar encabezado por las siglas de la materia y el número de grupo asignado seguido del objeto sintético de la comunicación (ej: TET GR2 - Simulación, TET GR 5 - Diseño del condensador ). Todos los s deberán ser enviados con copia al resto de los integrantes del grupo. Los s de contacto de los integrantes de la cátedra se presentan en la siguiente tabla. Antonio Videla Mariano Manfredi Julián González Hughetti Cristian Bernardi apvidela@hotmail.com marianomanfredi85@gmail.com jdgh1986@gmail.com bernardicristiang@gmail.com Las comunicaciones telefónicas estarán sujetas al consentimiento del docente. No deberán realizarse comunicaciones telefónicas a menos que se hayan consensuado con el docente en forma expresa.

6 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 6 / MANEJO Y FORMATO DE DOCUMENTOS 4.1. FORMATOS Y PLANTILLAS Los documentos deberán ser realizados respetando los formatos y plantillas presentados por la cátedra. Los tamaños de papel para la preparación e impresión de documentos deberán estar de acuerdo a ISO 216 serie A (A1, A2, A3, A4). El recuadro, el encabezado, el pie de página y el rótulo deberán respetar los formatos establecidos dentro de los documentos presentados por la cátedra. Los tipos de letra y el formato del índice deberán respetar los estilos definidos dentro de los documentos presentados por la cátedra. Los documentos deberán guardarse en los siguientes formatos electrónicos: Reporte Hojas de datos Simulación Memoria de cálculo MS Word 2003 (respetando el contenido mínimo indicado) MS Excel 2003 (según norma TEMA) Aspen Hysys 2006, Aspen Hysys v7.0 o similar MathCad (excepto balance materia y energía preliminares) 4.2. UNIDADES Las unidades de medida para las magnitudes que se indiquen en la documentación deberán ser en Sistema Internacional. La cantidad de cifras significativas que se indiquen para cada magnitud deberá ser coherente con la magnitud expresada ARCHIVO DE DOCUMENTOS Los archivos electrónicos de los documentos deberán ser guardados en su formato original y respetando la codificación de documentos. Cada grupo será responsable de contar con una copia de respaldo de los archivos electrónicos del proyecto. Las copias en papel de los documentos deberán ser guardadas en forma prolija y ordenada en una carpeta. Las copias en papel de los documentos corregidos deberán ser guardas. Los archivos electrónicos y las copias papel de los documentos deberán estar disponibles para la cátedra en cualquier momento en que sean solicitados PENALIDADES El incumplimiento de alguna de las pautas y procedimientos asociados al manejo y formato de documentos indicados en este documento será considerado sobre el resultado de la evaluación.

7 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 7 / BASES DE DISEÑO A continuación se presentan las condiciones para el desarrollo del TPI REQUISITOS DE DISEÑO 1. Ciclo compuesto (dos etapas de compresión y economizador). 2. Fluido de proceso orgánico (según disponibilidad en base datos de simulador). 3. Refrigerante comercial (según disponibilidad en base de datos simulador). 4. Calor intercambiado en el evaporador: entre 300 a 600 toneladas de refrigeración. 5. Relación de compresión por etapa: entre 1,5 y Temperatura del refrigerante en la descarga del compresor: no mayor a 100ºC. 7. Temperatura del fluido de proceso en el evaporador: no mayor a 40ºC. 8. Temperatura del refrigerante en el evaporador: entre 10 ºC y -28 ºC 9. Fluido de enfriamiento en el condensador: aire o agua 10. Temperatura de suministro agua de enfriamiento: 28 ºC a 35 ºC ( T MAX : 15 C). 11. Temperatura de aire: 35 ºC a 45 ºC ( T MAX : 20 C). 12. Evaporador tipo kettle. 13. Perdida de carga máxima admisible, fluidos sin cambio de fase: 70 kpa. 14. Perdida de carga máxima admisible, fluidos con cambio de fase: 14 kpa DATOS PARA ESTIMACIÓN DE COSTOS 1. Casco y Tubo: 120 USD / m2 2. Compresor: 1000 USD / HP 3. Relación costo instalado / costo de equipos: 4 4. Electricidad: 0,08 USD / kw h 5. Agua de enfriamiento: 0,05 USD / m 3

8 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 8 / 10 ANEXO 1 - DATOS DEL GRUPO DATOS DEL GRUPO GRUPO N : Año y cuatrimestre: Nombre Apellido Legajo

9 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 9 / 10 ANEXO 2 - RESUMEN DE DIAGRAMA PH Estado* 1 2 2' 3 4 4' [bar a] RESUMEN DE DIAGRAMA P-H Temperatura [ C] Entalpía [kj / kg] Título de vapor * Los estados marcados con comilla simple (X ) corresponden a la evolución real (no isoentrópica)

10 TECNOLOGIA DE LA ENERGIA TERMICA Rev #2 10 / 10 ANEXO 3 - RESUMEN DE PARÁMETROS RESUMEN DE PARÁMETROS Item Parámetro Unidad Valor Observaciones Proceso Evaporador Compresor Economizador Condensador Servicio refrigerante Otros Fluido - Caudal kg / s bar.a Temperatura de entrada C Temperatura de salida C Fluido - Carga térmica Caudal ton REF kg / s bar.a Temperatura C Rc por etapa / global - / Potencia etapa 1 / 2 kw / Potencial total kw Eficiencia adiabática % bar.a Temperatura C Título de vapor - Caudal kg / s Calor desobrecal / cond kw / Carga térmica total kw bar.a Temperatura de entrada C Temperatura de salida C Fluido - Caudal kg / s bar.a Temperatura de entrada C Temperatura intermedia C Temperatura de salida C COP ideal - COP del sistema -