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El presente proyecto técnico investigativo tiene por objetivo el análisis del proceso de calentamiento de una piscina con capacidad de 25 m3, con el uso de vapor sobrecalentado proveniente de una caldera pirotubular que, recorriendo una tubería de cobre, sede calor al agua depositada en dicha piscina elevando así su temperatura inicial, los métodos de estudio usados para el proceso descrito son: el método analítico y método numérico, haciendo uso de las herramientas informáticas: Excel, Steam calculator, EES, Inventor y fluent de ANSYS. Las condiciones iniciales del vapor sobrecalentado son de 150 °C a 400 kPa y se pretende que la piscina pase de una temperatura inicial de 18 °C a 30 °C por convección natural; trabajando con un flujo másico de 1000 kg/h y contando con una longitud de tubería de 13.33 m, la tasa de energía calórica aproximada que llega a desprender el vapor sobrecalentado es de 26.1412 kW, mientras que la cantidad de energía calórica que requiere el volumen total de agua dentro de la piscina para completar el proceso de calentamiento es de 1251332.256 kJ, por lo que se estima esta transferencia de calor se lleve a cabo en un período de 13 horas 17 minutos, adicional a esto se muestra una leve caída de presión y una esperada caída de temperatura del vapor sobrecalentado al completar el recorrido. Como se detalla en las figuras que describen el comportamiento del proceso, se concluye que los parámetros que más influyen en el tiempo que toma en llevarse a cabo el calentamiento son: la producción de vapor y el área de transferencia de calor. The objective of this technical research project is to analyze the heating process of a swimming pool with a capacity of 25 m3, with the use of superheated steam from a fire tube boiler that, registering a copper pipe, places heat in the water deposited in said pool thus raising its initial temperature, the study methods used for the described process are: the analytical method and the numerical method, the use of computer tools: Excel, Steam calculator, EES, Inventor and fluent from ANSYS. The initial conditions of the superheated steam are 150 °C to 400 kPa and the pool is expected to go from an initial temperature of 18 °C to 30 °C by natural convection; working with a mass flow of 1000 kg/h and having a pipe length of 13.33 m, the approximate caloric energy rate that superheated steam releases is 26.1412 kW, while the amount of caloric energy required by the total volume of water inside the pool to complete the heating process is 1251332.256 kJ, so it is estimated that this heat transfer takes place over a period of 13 hours 17 minutes, in addition to this a slight pressure drop is shown and an expected drop in temperature of the superheated steam upon completion of the tour. As detailed in the figures that describe the behavior of the process, it is concluded that the parameters that most influence the time it takes to carry out heating are: the production of steam and the area of heat transfer. |
