Diseño y construcción de un prototipo de intercambiador de calor de coraza y tubos para uso del laboratorio de energías de la carrera de Ingeniería Mecánica
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Date
2022-03
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
The technical project focused on the design and construction of an exchanger according
to the available bibliography, in addition to an analysis of alternatives for the selection of
materials and configuration of the tube system. A methodology for thermal and
mechanical design, 3D modeling, equipment manufacturing and assembly was proposed.
The prototype is intended to work with steam and water, the first fluid at 144.83 degrees
Celsius at a pressure of 60 Psi and a mass flow of 0.2kg/h, while the second at 20 degrees
Celsius with a pressure of 27 Psi and a flow rate of 5L/min. Based on these data, the
thermal and mechanical part of the equipment was designed where the minimum required
area, total length of the pipe, the thickness of the different materials were determined and
the accessories for the connections of the fluid inlets and outlets were selected. according
to market availability resulting in a power unit of 4.85kW and maximum theoretical power
of 43.2 kW with an efficiency of 11 percent.
The 3D modeling and the plans of the prototype were developed in a CAD Software, the
prototype was built according to the design specifications and the basic performance tests
were carried out, finally the recommendations for the operation and maintenance of the
equipment were specified.
Description
El proyecto técnico se enfocó en el diseño y la construcción de un intercambiador de
acuerdo a la bibliografía disponible, además se realizó un análisis de alternativas para la
selección de materiales y configuración del sistema de tubos. Se planteó una metodología
para el diseño térmico, mecánico, modelado 3D, fabricación y montaje de equipo.
El prototipo está destinado para trabajar con vapor y agua, el primer fluido a 144.83
grados centígrados a presión de 60Psi y flujo másico de 0.2kg/h, mientras que el segundo
a 20 grados centígrados con presión de 27PSI y caudal de 5L/min. En base a estos datos
se diseñó la parte térmica y mecánica del equipo donde se determinó el área mínima
requerido, longitud total de la tubería, el espesor de los distintos materiales y se seleccionó
los accesorios para las conexiones de las entradas y salidas de los fluidos de acuerdo a la
disponibilidad del mercado dando como resultado una unidad de potencia de 4.85kW y
potencia máxima teórica de 43.2 kW con una eficiencia del 11 por ciento.
El modelado 3D y los planos del prototipo se desarrolló en un Software CAD, se
construyó el prototipo de acuerdo a las especificaciones del diseño y se realizaron las
pruebas básicas de funcionamiento, finalmente se especificó las recomendaciones para el
funcionamiento y mantenimiento del equipo.
Keywords
CORAZA, BAFLES, PROTOTIPO, POTENCIA, EFICIENCIA TÉRMICA, BANCO DE TUBOS