Evaluación del aislamiento térmico de un tanque refrigerado mediante coeficiente global de transferencia de calor - Bautista Mateo, Jhoselyn Zoraida (2017)
La presente investigación tiene como objetivo general evaluar la variación del coeficiente global de transferencia de calor del aislamiento térmico de un tanque refrigerado con la temperatura del fluido almacenado en el tanque. Como objetivos específicos se tiene determinar el coeficiente global de transferencia de calor del aislamiento térmico de un tanque refrigerado, determinar el incremento de temperatura del fluido en el tanque refrigerado en el tiempo y determinar las características físicas y químicas del fluido que se encuentra en el tanque refrigerado. Para ello se acondicionó el equipo de refrigeración, luego se llenó el tanque refrigerado con la mezcla agua – propilenglicol con un volumen de 40 L, después de ello se instaló nueve sensores de temperatura dentro del tanque, y un sensor fuera para el registro de la temperatura ambiente, a continuación se cerró la tapa del tanque y se encendió el equipo, luego de ello se esperó a que el proceso de enfriamiento alcanzará una temperatura mínima, la cual se encuentra dentro del rango de [269 - 268] K; se procedió a apagar el equipo de enfriamiento, y se encendió el registrador de datos de temperatura Memflash; el cual registró la temperatura, fecha y hora del proceso no estacionario, por un periodo de [44 – 48] horas. Al terminar el tiempo experimental establecido, se apagó el registrador de datos; este proceso se realizó tres veces. La presente tesis realiza la evaluación del comportamiento del aislamiento térmico mediante su coeficiente global de transferencia de calor con respecto a la temperatura promedio del fluido dentro del tanque. Para ello, se realizó balance de energía del sistema (tanque refrigerado). Los datos obtenidos del registrador fueron reducidos a un intervalo de hora a hora, para obtener la óptima evaluación del comportamiento del coeficiente global de transferencia de calor del aislamiento térmico con respecto a la temperatura promedio del fluido dentro del tanque refrigerado, esto se realizó para las tres pruebas experimentales. Así mismo para el análisis de la varianza y prueba de hipótesis, se extrajo datos de la temperatura promedio dentro del tanque de las tres pruebas tal y como se muestra en la Tabla 4. En el análisis estadístico ANOVA se aceptó la hipótesis nula Ho; “El coeficiente global de transferencia de calor del aislamiento térmico varía con respecto a la temperatura promedio dentro del tanque refrigerante de la mezcla agua – Propilenglicol”. Se llegó a la conclusión de que existe efecto que ejerce la temperatura promedio de la mezcla agua – propilenglicol en el interior del tanque refrigerado, sobre el coeficiente global de transferencia de calor del aislamiento térmico; ya que es un proceso no estacionario por que la temperatura varía con respecto al tiempo; teniendo un comportamiento ascendente; lo cual hace que el coeficiente Global de transferencia de calor del aislamiento térmico sea variable. Se determinó el coeficiente global de transferencia de calor del aislamiento térmico de un tanque refrigerado, donde se observa que al momento de arranque el coeficiente global de transferencia de calor alcanza su valor más alto, el cual es 0.3658 KJ/Kg.K. Luego de ello se observa que el coeficiente global varía desde el punto más alto que es 0.2271 KJ/Kg.K y el punto más bajo es 0.0842 KJ/Kg.K, teniendo como referencia el valor promedio del coeficiente global de transferencia de calor de las tres pruebas; 0.1534 KJ/Kg.K., la mezcla se calienta desde una temperatura de alrededor de 268.15 K hasta una temperatura entre 276 K a 277.5 K. Se calculó la densidad de la mezcla que es de 1010 Kg/m3, la capacidad calorífica de la mezcla de 0.01026 J/Kg.K, también se determinó que es una mezcla químicamente estable y ligeramente inflamable.