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Calentar un volumen de líquido
Cálculo de la potencia requerida para calentar un volumen de líquido
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La potencia a instalar en un tanque o deposito para poder alcanzar una temperatura deseada en el líquido en un tiempo determinado es la suma de dos cálculos: El cálculo de la potencia par aumentar la temperatura del líquido (Pch) y el cálculo de las pérdidas térmicas (Pth).
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Potencia a instalar (kW) = Potencia de calentamiento (Pch) + Pérdidas térmicas (Pth)
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1 / Cálculo de la potencia requerida para aumentar la temperatura de un volumen de líquido :
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– Potencia de calentamiento : Pch (kW)
– Peso del líquido : M (kg)
– Calor específico del líquido : Cp (kcal/kg×°C)
– Temperatura inicial : t1 (°C)
– Temperatura requerida : t2 (°C)
– Tiempo de calentamiento : T (h)
– 1,2 : Coeficiente de seguridad ligado a nuestras tolerancias de fabricación y variaciones en la red de alimentación
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Pch = (M × Cp × (t2 − t1) × 1,2) ÷ (860 × T)
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a/ Cálculo de la masa de líquido a calentar :
– Masa de líquido : M (kg)
– Volumen de líquido a calentar : V (dm3 ou litre)
– Densidad del líquido : ρ (kg/dm3)
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M = V × ρ
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ρ / Valores de Cp para algunos líquidos :
Agua : 1 / 1
Aceite Mineral : 0,9 / 0,5
Betún : 1,1 / 0,58
Ácido acético : 1,1 / 0,51
Ácido clorhídrico : 1,2 / 0,6
Ácido nítrico : 1,5 / 0,66
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b/ Cálculo del volumen de líquido :
En un tanque cilíndrico :
– Volumen del tanque : V (dm3)
– Diámetro del tanque : ∅ (dm)
– Altura del líquido : H1 (dm)
V = π × (∅² ÷ 4) × H1
En un tanque rectangular :
– Volumen del tanque : V (dm3)
– Longitud del tanque : L (dm)
– Ancho del tanque : W (dm)
– Altura del líquido : H1 (dm)
V = L × W × H1
2 / Cálculo de la potencia requerida para compensar pérdidas térmicas :
– Pérdidas térmicas : Pth (kW)
– Área superficial de intercambio en el tanque : S (m2)
– Temperatura final requerida : t2 (°C)
– Temperatura ambiente : ta (°C)
– Coeficiente de intercambio : K (kcal/h × m2 × °C)
– 1,2 : Coeficiente de seguridad ligado a nuestras tolerancias de fabricación y las variaciones en la red de alimentación
Pth = (S × (t2 – ta) × K × 1,2) ÷ 860
Coeficiente de intercambio K como función de la velocidad del viento y el espesor de aislamiento :
a/ Cálculo del área superficial de intercambio térmico de un tanque :
Área superficial de un tanque cilíndrico :
– Área superficial del tanque : S (m2)
– Diámetro del tanque : ∅ (m)
– Altura del tanque : H2 (m)
S = (π × (∅² ÷ 4)) + (π × ∅ × H2)
Área superficial de un tanque rectangular :
– Área superficial del tanque : S (m2)
– Longitud del tanque : L (m)
– Ancho del tanque : W (m)
– Altura del tanque : H2 (m)
S = ((L + W ) × H2 × 2) + (L × W)
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