Diseño en EES de un intercambiador de calor pirotubular para un horno panelero

Abstract

This paper presents the design process in the EES software of a pyro-tubular heat exchanger focused on the panela industry. This type of heat exchanger is a further step in search for improving heat transfer in the panela production processes, since this industry is currently experiencing a problem associated with energy deficiencies. The proposed heat exchanger is 244 cm long x 122 cm wide (in the narrowest section). It has 3 pyrotubes of 20 cm internal diameter and 244 cm in length, evenly distributed over the width of the heat exchanger. Pyrotubes are made of 12-gauge stainless steel. Considering the dimensions proposed for the heat exchanger, and assuming boundary conditions based on the current operating data: juice volume of 1.012 m^3, mass of combustion gases of 0.7603 kg/s and a gas inlet temperature of 796 K, the total heat transferred from the combustion gases flowing internally through the tubes to the water, the gas outlet temperature, and the evaporated water ratio in an operating cycle were calculated.--Taken from the Degree Document Format.

Este documento presenta el proceso de diseño en el software EES de un intercambiador de calor pirotubular enfocado hacia la industria panelera. Este tipo de intercambiadores son un paso más en la búsqueda de mejorar la transferencia de calor en los procesos de producción panelera, ya que actualmente esta industria vive una problemática asociada a las deficiencias energéticas que se presentan a lo largo de los procesos productivos. El intercambiador propuesto es de 244 cm de largo x 122 cm de ancho (en la sección más angosta). Cuenta con 3 pirotubos de 20 cm de diámetro interno y 244 cm de longitud, distribuidos uniformemente en el ancho de la paila. Los pirotubos son de acero inoxidable calibre 12. Teniendo en cuenta las dimensiones propuestas para el intercambiador, y asumiendo unas condiciones de frontera basadas en datos de funcionamiento de las pailas actuales: volumen de jugo de 1.012 m^3, masa de gases de combustión de 0.7603 kg/s y una temperatura de entrada de gases de 796 K, se calculó el calor total transferido desde los gases de combustión fluyendo internamente por los tubos al agua, la temperatura de salida de los gases, y también se estimó la razón de agua evaporada en un ciclo de funcionamiento.