Diseño, montaje y evaluación de intercambiador de aletas de tiro forzado en banco de pruebas termodinámico

Abstract

El laboratorio de fluidos del ITM campus robledo está dotado con una variedad de equipos que son indispensables para las prácticas en asignaturas tales como termodinámica o transferencia de calor. Estos equipos permiten acercar directamente al estudiante con los procesos térmicos de tal manera que se pueda visualizar lo que ocurre en el proceso y también se puedan medir las variables que intervienen en el mismo. Para ello, existe un banco didáctico de un intercambiador de calor transparente de coraza y tubo agua-agua, que permite analizar de manera práctica, los cambios térmicos y los balances de energía en el intercambiador. El problema con ese equipo es que tiende al equilibrio térmico en pocos minutos, ya que las temperaturas de entrada y salida de fluido se igualan. Esto se da porque el agua que gana calor en el intercambiador retorna hacia el tanque de suministro de agua fría sin que antes se le retire parcial o totalmente el calor absorbido. En este trabajo se presenta una mejora de este banco de pruebas, que permite que el tiempo de operación continua del equipo sea mayor. La mejora consiste en el diseño, montaje y evaluación de un intercambiador de aletas con tiro forzado aire-agua, el cual retira parte del calor absorbido por el agua que sale del intercambiador de tubo-carcasa por la línea de agua fría. Para este intercambiador agua-aire se presentan los cálculos empleados para el diseño y dimensionamiento, así como el proceso de montaje y evaluación experimental. El equipo instalado ocupa poco espacio y se ubica de una manera tal, que no solo es funcional, sino que también mantiene la estética del banco de pruebas.