DL PH02 Intercambiador de calor

Transcripción

1 DL PH02 Intercambiador de calor El Entrenador de Intercambiadores de Calor es un equipo diseñado para el estudio de estos dispositivos de extendido uso en la industria. En el mismo se podrán llevar a cabo prácticas como apoyo a la teoría de intercambio de calor, pudiendo efectuar mediciones de las temperaturas en todos los puntos de interés y estudiar la influencia de diversos parámetros en la efectividad del intercambio. El equipo permite efectuar una comparativa entre los tres tipos de intercambiador más extendidos: intercambiador de placas, intercambiador de tubos concéntricos, intercambiador de carcasa y tubos. Como es sabido, el principio de los intercambiadores de calor se basa en la transmisión de energía calorífica entre dos fluidos a distintas temperaturas a través de la superficie de separación entre los conductos de ambos, de manera que el fluido a mayor temperatura cede calor al fluido a menor temperatura. el Fax

2 De este modo las temperaturas de ambos tienden a igualarse, consiguiendo el objetivo propuesto, que será en unos casos calentar un fluido y en otros enfriarlo. Son muchos y muy diversos los aparatos diseñados para suministrar o eliminar calor, aunque los equipos que se presentan a continuación son los tres sistemas típicos de intercambiadores de calor: Intercambiadores de calor de placas desmontables. Se trata del sistema de intercambio de calor más eficaz. Está basado en una serie de placas montadas en paralelo, mecanizadas de tal forma que al unirlas forman entre ellas unas cámaras por las cuales pasa por un circuito el líquido refrigerante y por el otro el líquido a refrigerar, siendo este sistema de un gran rendimiento al tener una gran superficie de intercambio de calor con un volumen externo muy limitado. Asimismo es un sistema de fácil mantenimiento y limpieza. Intercambiadores de calor de doble tubo. Constituidos por dos tubos concéntricos, por los que circula un fluido por el interior del tubo interior y otro fluido por el espacio anular. Intercambian calor a través de la pared que separa los dos fluidos. Se usan para intercambiar pequeños caudales de calor. Intercambiadores de calor de carcasa y tubos. Están compuestos por una carcasa cilíndrica en cuyo interior se dispone de un haz de tubos de pequeño diámetro, paralelamente al eje del cilindro. Un fluido se hace circular por el interior de los tubos, mientras que el segundo fluido circula por el interior de la carcasa bañando los tubos del haz por su pared exterior. En los extremos del haz de tubos se disponen los cabezales del intercambiador que permiten distribuir el fluido que circula por los tubos. Asimismo, diversos tabiques deflectores colocados en la carcasa hacen que el fluido externo circule en dirección lo más perpendicular posible al haz de tubos, mejorando la transmisión de calor. odos los equipos de intercambio de calor están diseñados con un área de transmisión de calor de 0.06m 2, de tal forma que si se adquieren los tres equipos se pueda realizar una comparación entre ellos. Por tanto, exceptuando el tipo de intercambiador de calor, los caudales de agua caliente y fría, así como las temperaturas utilizadas serán de la misma magnitud en los tres equipos. El rango de temperaturas para el agua caliente en los tres equipos es de 50 80ºC y para el agua fría de 10 50ºC. el Fax

3 El equipo está montado sobre un bastidor de sobremesa construido en acero inoxidable que contiene los tres sistemas descritos, así como los elementos auxiliares necesarios para su normal funcionamiento. El diseño aquí reflejado está sujeto a modificaciones en función de las necesidades del usuario (más tomas de muestras, salidas o entradas, diseño personalizado de la estructura en función del espacio disponible en la sala donde se vaya a ubicar, etc.). El equipo se completa con las válvulas manuales necesarias para su manejo. odos los elementos irán montados sobre una estructura de acero inoxidable. Y un panel de control eléctrico donde irán ubicados los interruptores de accionamiento de los distintos elementos eléctricos del equipo, así como los visualizadores controladores de temperatura. Opcionalmente se puede suministrar además un computador PC conectado al equipo en el que se puede ejecutar un paquete de software SCADA que permitirá visualizar y controlar de forma remota la unidad. El software de control permite el control remoto y la monitorización del proceso. El paquete de software está diseñado para ejecutarse en un computador con sistemas operativos Windows. El paquete incluye el programa de control y las librerías necesarias para la comunicación entre el computador y la planta. La comunicación se realiza a través de tarjetas especificas de adquisición de datos, incluidas en el cuadro eléctrico y de control de la planta. El funcionamiento remoto se selecciona mediante un conmutador existente también en el cuadro de control. En el momento en que se selecciona el modo de funcionamiento remoto, el panel de mando de la planta deja de ser operativo, y el control se realiza desde el programa instalado en el PC. el Fax

4 INERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS DESMONABLE Los elementos del equipo son los siguientes: Intercambiador de calor de placas: Consta de 8 placas con un área total de transferencia de calor de 0.06 m 2. Bomba de agua caliente de flujo regulable y presión constante. Depósito de agua caliente: Incluye resistencias para calentar el agua. El circuito de agua caliente es un circuito cerrado. Control de emperatura del depósito, mediante un controlador de temperatura digital programable. Sondas de temperatura del agua caliente a la entrada y salida de las placas y sondas de temperatura del agua fría a la entrada y salida de las placas. Las sondas son de tipo Pt rotámetros con válvula reguladora de caudal para agua fría y agua caliente en el rango de caudales 6 60 l/h Agua de red Depósito Resistencia C Intercambiador el Fax

5 INERCAMBIADOR DE CALOR DE UBOS CONCÉNRICOS Los elementos del equipo son los siguientes: Intercambiador de calor: Está compuesto por dos tubos concéntricos en forma de U. Por el tubo interior circula el fluido caliente y por el exterior circula el fluido frío: ubo interior de acero inoxidable en forma de U de diámetro interior 10 mm y longitud total 955 mm. ubo exterior de metacrilato en forma de U de diámetro interior 14.5 mm y longitud total 955 mm. Bomba de agua caliente, de flujo regulable y presión constante (común con el anterior). Depósito de agua caliente (común con el anterior). Control de emperatura del depósito, mediante un controlador de temperatura digital programable. Sondas de temperatura del agua caliente a la entrada y salida de las placas y sondas de temperatura del agua fría a la entrada y salida de las placas. Las sondas son de tipo Pt rotámetros con válvula reguladora de caudal para agua fría y agua caliente en el rango de caudales 6 60 l/h. El equipo está diseñado para poder trabajar en flujo paralelo o flujo en contracorriente. Agua de red Depósito Resistencia Intercambiador el Fax C

6 INERCAMBIADOR DE CALOR DE CARCASA Y UBOS El equipo consta de los siguientes elementos: Intercambiador de calor: Está compuesto por un haz de tubos a través de los cuales circula el fluido caliente. Este haz de tubos está envuelto en una carcasa circular, a través de la cual circula el fluido frío. Los fluidos circulan en contracorriente. A distancias equidistantes de la carcasa están situadas placas deflectoras, que a la vez de servir para conducir el fluido frío permiten sujetar los tubos. 9 tubos de acero inoxidable de diámetro interior 8 mm y longitud 300 mm. Placas deflectoras de acero inoxidable cuya superficie es un 80% de la sección del intercambiador. La distancia entre placas es de 50mm, por tanto se dispondrá de 6 placas deflectoras. Carcasa de metacrilato de diámetro interno 200 mm. Cabezales de metacrilato por donde tiene lugar la entrada y salida del fluido caliente de los tubos. Su diámetro interno es de 200 mm. Bomba de agua caliente, con flujo regulable y presión constante (común con los anteriores). Depósito de agua caliente (común con los anteriores). Control de emperatura del depósito, mediante un controlador de temperatura digital programable. Sondas de temperatura del agua caliente a la entrada y salida de las placas y sondas de temperatura del agua fría a la entrada y salida de las placas. Las sondas son de tipo Pt rotámetros con válvula reguladora de caudal para agua fría y agua caliente en el rango de caudales 6 60 l/h. Agua de red Depósito Resistencia Intercambiador el Fax C