Manual de Operación de una Cuba Térmica y Estudio de la Transferencia de Calor de una Salmuera

Abstract

Uno de los pilares fundamentales de la Ingeniería Química es la transferencia de calor, y por ello es indispensable su estudio para comprender los procesos que se llevan a cabo en equipos de proceso, sobre todo en la industria química. En este contexto, la presente tesis tiene como propósito analizar el fenómeno de la transferencia de calor en la Cuba Térmica, por medio de una camisa doble de vidrio y de un serpentín de acero inoxidable, mediante el uso de pruebas con agua (waters trials) como fluido de estudio. Asimismo, con la integración del manual de operación de la Cuba Térmica, se tendrá un documento que asesore al usuario sobre su funcionamiento y el modo de operación. Por último, se propone una práctica con el objetivo de determinar si una salmuera de NaCl al 5% en peso, es funcional como fluido de calentamiento o enfriamiento, con base en su coeficiente global de transferencia de calor calculado para las diferentes configuraciones en camisa doble y serpentín sumergido. Dentro de los procesos industriales existe una variedad de anticongelantes, cuya finalidad es reducir su punto de solidificación del líquido al cual se añade, y también aumentar el punto de ebullición. La salmuera de NaCl al 5% en peso entra en esta categoría y se usa para enfriar exclusivamente para la mayoría de los procesos, siendo utilizado como fluido de calentamiento. Experimentalmente los coeficientes globales de transferencia de calor que se obtuvieron en la calefacción por camisa doble y el enfriamiento por camisa doble e intercambiado, la calefacción por serpentín y en el enfriamiento por serpentín e intercambiador, presentan diferencias numéricas debido a las configuraciones del sistema, al material de construcción por donde fluye el fluido térmico y al área de transferencia de calor disponible. Se determinó que la configuración mediante la cual la transferencia de calor es más alta es para la de calefacción por serpentín.