23 marzo 2011

Cálculo fácil de las pérdidas de calor en tuberías y tubos




El cálculo de las pérdidas de calor en tuberías nos permite cuantificar cuánta energía estamos perdiendo de una forma bien sencilla. También podemos estimar cuanto dinero al año estamos perdiendo. es importante también comparar las diferentes opciones de aislamiento (ver Factores de selección del aislamiento industrial).

Con este calculador (ver aquí) estimamos de forma sencilla el aislamiento de tuberías. Los datos necesarios son:
  • Diámetro exterior.
  • Espesor del aislamiento.
  • Temperatura de aire.
  • Temperatura de tuberías.
  • Velocidad del viento.
  • Conductividad del aislamiento.
  • Tipo de material aislante: Aislamiento de lana mineral, aislamiento de silicato de calcio, aislamiento de fibra de espuma, aislamiento de fibra de vidrio.
El programa nos permite obtener la conductividad del aislamiento utilizado y la pérdida de calor por metro.

Método de cálculo

Los cálculos de las pérdidas de calor se han tomado de los trabajos realizados por Bailey y Lyell citado por McAdams, Kohli y Coker sobre las pérdidas de calor de una tubería oxidada en una habitación de 80 ºF. Este trabajo es una base conservadora de las pérdidas de calor durante la noche el calor debido a la emisividad del tubo oxidado utilizado por Bailey y Lyell es mayor que la emisividad del aluminio o de los revestimientos de acero inoxidable o aluminio usado para tuberías de una refinería o planta química. La luz solar directa en el revestimiento reduciría la pérdida de calor y puede conducir a la ganancia de calor en los servicios de operación del proceso por debajo de 60ºC (140ºF).
El cálculo utiliza la regresión de la tabla de la pérdida total de calor (por convección y radiación), por duplicado McAdams, Kohli y Coker.  
Un margen de diseño del 25% debe ser incluido en la pérdida de calor calculada.
Bibliografía:

·         Bailey and Lyell, N.C., Engineering (Issue 147, 1939) p. 60-62.
·         Kayode Coker, Fortran Programs for Chemical Process Design, Analysis and Simulation (Houston, Texas: Gulf Publishing Co., 1995), p. 645-647.
·         I.P. Kohli, "Steam tracing of pipelines," Chemical Engineering (March 26 1979) p. 159-163.
·         W.H. McAdams, Heat Transmission, 3rd Ed. (New York, New York: McGraw-Hill Book Co., 1954), p. 179.
·         Frank L. Rubin, et al., Perry's Chemical Engineer's Handbook 6th Ed. (New York, New York: McGraw-Hill Book Co., 1984), p. 11-54.
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