OBJETIVOS
- Determinar la eficiencia termica del equipo
- Determinar el comportamiento del equipo tomando encuenta el tipo de condensación
- Analizar el comportamiento del condensador vertical de acuerdo a las diferentes condiciones de operación
- Analizar la eficiencia termica del condensador horizontal con respecto al condensador vertical
- Aprender a operar el equipo de condensador vertical
- Determinar el coeficiente global de transferencia de calor experimental y teorico
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Calcular los coeficientes peliculares experimentales.
2. Calcular los coeficientes totales de transmisión de calor para la operación: U
3. Calcular Re
4. Comparar los coeficientes peliculares calculados para la condensación pelicular de agua, con los datos de condensación en gota.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Un condensador es un cambiador de calor que convierte el vapor de su estado gaseoso a su estado líquido, también conocido como fase de transición.
En la condensación o vaporización, las cantidades de calor involucradas para una libra de fluido son idénticas. Para fluidos puros a una presión dada, el cambio de fase de líquido a vapor o de vapor a líquido ocurre a una sola temperatura que es la de Saturación o de equilibrio. La vaporización o condensación de un compuesto puro se efectúa isotérmicamente, ya que los cambios de transferencia de calor ocurren a presión constante.
Condensación en película: En esta condensación las gotas son totalmente afines con la superficie, formándose así una película, a medida que se condensa el vapor, cubre la superficie, para ello se requiere vapor adicional para que se condense en la película y no en la superficie de condensación. Debido a la resistencia de la película del condensado a la transferencia de calor los coeficientes de transferencia para la condensación por gota son de 4 a 8 veces más grandes que en película.
En el mecanismo de condensación en forma de película, se pueden realizar análisis matemáticos bien estructurados. Para ello Nusselt encontró teóricamente correlaciones que modelan la condensación en película con resultados que se ajustan bien a la parte experimental (laboratorio).
Entre los tipos de condensación más realizados se tienen:
– Condensación de vapores simples:
Vapor saturado: Puede existir una condensación parcial o total; también puedehaber una condensación seguido de un subenfriamiento.
Vapor sobrecalentado: Hay primero un de sobrecalentamiento y luego la condensación.
Condensación dentro de tubos: En esta se pueden presentar desobrecalentamientos, condensaciones o subenfriamientos.
– Condensación de mezclas de vapores con condensados inmiscibles.
– Condensación de la unión y mezcla de vapores con gases no condensables.
Para algunos de estos tipos de condensación en la industria la mayoría de los
condensadores son como un intercambiador (1-2) al que se le han hecho modificaciones.
Los condensadores más empleados en la industria son:
· Condensadores parciales: se emplean cuando se desea en un proceso condensar una porción del vapor que se utiliza.
· Condensador de superficie: es un aparato tubular, empleado especialmente para condensar el vapor de agua.
· Condensador de reflujo: se maneja en un circuito cerrado para mantener una mezcla líquida en su punto de ebullición hasta completar una reacción química si es este caso, ó tratar de concentrar una solución para obtener mejores productos.
· Condensador ciego: es aquel que está puesto verticalmente y el vapor ingresa a los tubos por la parte inferior, y el condensado retorna por ellos mismos.
Es de igual manera un elemento intercambiador térmico, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor) con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico.
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