Método de cálculo para calentar un volumen de líquido
¿Cómo se determina la potencia necesaria para calentar un volumen de líquido?
La potencia necesaria para elevar la temperatura de un volumen de líquido en un depósito durante un periodo de tiempo determinado es el resultado de 2 cálculos: el cálculo de la potencia necesaria para elevar la temperatura del líquido (Pch) y el cálculo de las pérdidas de calor (Pth).
Cálculo de la potencia calorífica (Pch)
- Potencia calorífica: Pch (kW)
- Masa del líquido: M (kg)
- Calor específico del líquido: Cp (kcal/kg .°C)
- Temperatura de flujo: t1 (°C)
- Temperatura final deseada: t2 (°C)
- Tiempo de calentamiento: T (h)
- Coeficiente de seguridad: 1,2
Cálculo de la masa de líquido a calentar (M)
- Masa del líquido: M (kg)
- Volumen del líquido a calentar: V (dm3 o litro)
- Densidad del líquido: ρ (kg/dm3)
Densidad ρ de algunos líquidos (kg/dm3)
- Agua: 1
- Aceite mineral: 0,9
- Betún: 1,1
- Ácido acético: 1,1
- Ácido clorhídrico: 1,2
- Ácido nítrico: 1,5
Calor específico Cp de algunos líquidos (kcal/kg.°C)
- Agua: 1
- Aceite mineral: 0,5
- Betún: 0,58
- Ácido acético: 0,51
- Ácido clorhídrico: 0,6
- Ácido nítrico: 0,66
Cálculo del volumen de líquido (V)
Depósito cilíndrico
- Volumen del líquido a calentar: V (dm3 o litro)
- Diámetro del depósito: Ø (dm)
- Altura del líquido: H1 (dm)
Depósito rectangular
- Volumen del líquido a calentar: V (dm3 o litro)
- Longitud del depósito : L (dm)
- Anchura del depósito: l ( dm)
- Altura del líquido: H1 (dm)
Cálculo de la potencia necesaria para compensar la pérdida de calor (Pth)
- Pérdidas de calor: Pth (kW)
- Superficie de intercambio del depósito: S ( m2)
- Temperatura final deseada: t2 (°C)
- Temperatura ambiente: ta (°C)
- Coeficiente de transferencia de calor: K (kcal/h.m2.°C)
- Coeficiente de seguridad: 1,2
Coeficiente de intercambio (K)
El coeficiente de intercambio térmico es una magnitud física que cuantifica la capacidad de un fluido (líquido o gas) para transferir calor a una superficie sólida en un intercambio térmico por convección.
He aquí algunos valores del coeficiente K en función de la velocidad del viento y del espesor del aislamiento:
| Ubicación del depósito | Espesor del aislamiento (mm) | |||
|---|---|---|---|---|
| Sin | 25 | 50 | 100 | |
| Depósito interior | 9 | 1.7 | 1 | 0.55 |
| Depósito exterior - Viento ≤ 10 km/h | 12 | 2.1 | 1.1 | 0.59 |
| Tanque exterior - Viento ≤ 45km/h | 30 | 2.3 | 1.2 | 0.61 |
| Tanque exterior - Velocidad del viento ≤ 90km/h | 49 | 2.4 | 1.3 | 0.62 |
Superficie de intercambio del depósito (S)
Depósito cilíndrico
- Superficie del depósito: S (m2)
- Diámetro del depósito: Ø (m)
- Altura del depósito: H2 (m)
Depósito rectangular
- Superficie del depósito: S (m2)
- Longitud del depósito : L (m)
- Anchura del depósito: l (m)
- Altura del depósito: H2 (m)
