Práctica No. 6

Simulación de un intercambiador de Calor.

 Objetivos:

            Comparar y analizar el comportamiento de las sustancias puras en un rango específico de temperatura.  

            Determinar cuantitativamente las temperaturas de salidas de un intercambiador de calor.

Aprendizajes esperados: Que la/el alumna/o:

Aplique los conceptos de conservación de la energía (Primera Ley de la Termodinámica) para sistemas abiertos.

Calcule características físicas de una sustancia.

Grafique el comportamiento de la sustancia pura en referencia con su temperatura.

Introducción

Un intercambiador de calor como su nombre lo dice es un dispositivo en el cual se busca hacer un intercambio de calor que ayude ya sea a aumentar o disminuir la temperatura de salida de alguna sustancia pura para luego esta pueda ingresar a otro dispositivo.

Esta práctica es un primer acercamiento en la comprensión del funcionamiento de un intercambiador de calor,  en la cual los alumnos simularán el comportamiento de una sustancia pura fijando dos temperaturas y variando una, de tal forma que obtengan del análisis matemático las siguientes ecuaciones:

                                   

Material

1 Computadora

1 Simulación ejecutable

Desarrollo

1.-  Se copia la carpeta de simulación de calor en el escritorio de su computadora. el programa de simulación lo puedes bajar enla siguinte liga: https://drive.google.com/drive/folders/182XI7dCu-Nm5rt1zJ3Gdao_IJ5a0_DRd

2.-    Se localiza el ejecutable denominado “IntercambiadorDeCalor”.

3.-    Se corre la aplicación y se visualiza la siguiente ventana:

    4.- Dentro de esta ventana podrás colocar los valores del calor específico para cada sustancia, así como también los valores de flujo másico. Deberás fijar dos temperaturas y variar una para obtener la simulación de una cuarta temperatura.

    5.- Para correr otra simulación se oprime la opción Reset. 

   6.- Realizar los dos casos siguientes:

Caso 1 (Problema 5.82 Yunus 7ma, pág. 261): En un intercambiador de calor se debe enfriar etilenglicol (fluido A) utilizando agua (fluido B). Las propiedades medidas del sistema son las siguientes:

 7.       Analiza la variación de las temperaturas de salida T₂ y T₄ con relación a las temperaturas de entrada T₁ y T₃.  Para este propósito crea las siguientes gráficas:

T₂ vs. T₁

T₂ vs. T₃

T₄ vs. T₁

T₄ vs. T₃

8.       En cada caso, mantén fijas las temperaturas que no se incluyan en la gráfica según los valores dados inicialmente, mientras se varía la temperatura en el eje x considerando los siguientes límites:

30<T1<130, en intervalos de 10°C

15<T3<25, en intervalos de 1°C

Caso 2 (Problema 5.84 Yunus 7ma, pág. 261): En un intercambiador de calor se debe enfriar aceite (fluido A) utilizando agua (fluido B). Las propiedades medidas del sistema son las siguientes:

9.       Analiza la variación de las temperaturas de salida T₂ y T₄ con relación a las temperaturas de entrada T₁ y T₃.  Para este propósito crea las siguientes gráficas:

T₂ vs. T₁

T₂ vs. T₃

T₄ vs. T₁

T₄ vs. T₃

10.   En cada caso, mantén fijas las temperaturas que no se incluyan en la gráfica según los valores dados inicialmente, mientras se varía la temperatura en el eje x considerando los siguientes límites :

100<T1<200, en intervalos de 10 °C

15<T1<25, en intervalos de 10 °C

Pregunta

            ¿Qué   inconveniente presenta realizar la experiencia de ésta manera?