Diseño y construcción de un banco de pruebas de calentamiento de aire en ductos para el Laboratorio de Energía de la Carrera de Ingeniería Mecánica
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Date
2021-01
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
In this technical project, information has been collected on the types of heat
exchangers, types of fans, measurement systems, construction materials, heat and
temperature analysis, as well as structural stresses and deformations. Subsequently,
the support structure, the air ducts and a heat generating coil were designed and built,
with the use of analysis methods exposed in specialized books and others such as the
selection of alternatives by weighted criteria, specialized software in static analysis
and simulation of fluids. Then the measurement and control equipment was assembled
with these to finally put into operation the test bench for heating air in ducts by means
of steam
The air heating system consists of a shell and tube heat exchanger. The steam will be
generated by a 2 horsepower boiler steam boiler.
To carry out the performance tests, the air temperatures at the outlet of the exchanger
have been measured, controlling by means of a regulation damper the amount of mass
of air that enters it, from 100 percent = 0.0669 kilograms per second, 75 percent =
0.0502 kilograms per second and 50 percent = 0.0334 kilograms per second, thus
taking the temperature variations through two K-type thermocouples placed in the
sections of the ducts. And under an analysis of results it was determined that when the
incoming air mass is reduced, the air temperature at the outlet of the exchanger
increases from 43.01 degrees Celsius, 50.31 degrees Celsius and 65.36 degrees Celsius
respectively at the air mass inlet.
Description
En el presente proyecto técnico se ha recolectado información de los tipos de
intercambiadores de calor, tipos de ventiladores, sistemas de medición, materiales de
construcción, análisis de calor y temperatura, así como de esfuerzos y deformaciones
estructurales. Posteriormente se diseñó y construyó la estructura soporte, los ductos de
aire y un serpentín generador de calor, con la utilización de métodos de análisis
expuestos en libros especializados y otros como la selección de alternativas por
criterios ponderados, software especializado en análisis estático y simulación de
fluidos. Luego se ensamblaron con estos los equipos de medición y control para
finalmente poner en funcionamiento el banco de pruebas de calentamiento de aire en
ductos por medio de vapor
El sistema de calentamiento de aire consta de un intercambiador de calor de tubos y
coraza. El vapor lo generará un calderín de vapor de 2 caballos de fuerza de caldera.
Para realizar las pruebas de funcionamiento se han medido las temperaturas del aire a
la salida del intercambiador, controlando mediante un damper de regulación la
cantidad masa de aire que ingresa a este, desde 100 porciento = 0.0669 kilogramos por
segundo, 75 por ciento = 0.0502 kilogramos por segundo y 50 por ciento = 0.0334
kilogramos por segundo, tomando así las variaciones de temperaturas mediante dos
termocuplas tipo K colocadas en los tramos de los ductos. Y bajo un análisis de
resultados se pudo determinar que cuando se disminuye la masa de aire que ingresa, la
temperatura del aire a la salida del intercambiador aumenta de 43.01grados
centígrados, 50.31 grados centígrados y 65.36 grados centígrados respectivamente a la
entrada de masa de aire.
Keywords
BANCO DE PRUEBAS, CALENTAMIENTO DE AIRE, SERPENTÍN DE VAPOR, DUCTOS DE AIRE, INTERCAMBIADOR DE CALOR, TRATAMIENTO DE AIRE, VENTILADORES INDUSTRIALES, BALANCE DE ENERGÍA