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8/19/2019 Proyecto de Aislamiento de Tuberia en Neiva (1)
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PROYECTO DE AISLAMIENTO DE TUBERIA EN NEIVA
MARIA CAMILA MURCIA HUERTAS
ALEJANDRA CARDENAS DELGADO
CARLOS ALBERTO ANGARITA CASTILO
DANIEL FELIPE VANEGAS MORALES
UNIVERIDAD DE IBAGUE
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
IBAGUE - TOLIMA
2016
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PROYECTO DE AISLAMIENTO DE TUBERIA EN NEIVA
MARIA CAMILA MURCIA HUERTAS
ALEJANDRA CARDENAS DELGADO
CARLOS ALBERTO ANGARITA CASTILO
DANIEL FELIPE VANEGAS MORALES
PRESENTADO A
IngMS!P"D#!$ H%!&'( M)*(+!+' H,(nn.,/ S)()+)
UNIVERIDAD DE IBAGUE
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
IBAGUE - TOLIMA
2016
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Contenido
1 D,!(+!+3n .,4 ('4,5)................................................................................4
2 J*&++!)!+3n......................................................................................................5
7 O8,&+9'............................................................................................................6
: S'4*!+3n 4)n&,).)...........................................................................................7
4.1 Cálculos.......................................................................................................7
4.2 materiales a utilizar ..................................................................................12
4.3 Herramientas y equipos...........................................................................15
4.4 Costos y proveedores..............................................................................15
4.5 Análisis de sensibilidad ...........................................................................15
; C('n'g()5).....................................................................................................18
6 C'n!4*+'n,...................................................................................................19
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1 D,!(+!+3n .,4 ('4,5)
Se requiere un sistema de distribución que garantice una disminución significativade los gastos de mantenimiento, mano de obra traba!o durante su
funcionamiento, es decir que genere un a"orro económico a trav#s de la reducciónen las $#rdidas de calor .
2 J*&++!)!+3n
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%os gastos generados $or un sistema de trans$orte alimentación de cualquier sustancia tanto l&quida como gaseosa significan un gasto e inversión elevados$ara su ó$timo funcionamiento, lo cual e'ige tambi#n un dise(o a$ro$iado quegarantice que aun frente al consumo energ#tico que genera el sistema, nogenere gastos e'tra ni $erdidas elevadas en cuanto a su transferencia, sino
que $or el contrario refle!e un a"orro económico .
7 O8,&+9'
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• )isminuir la inversión inicial de forma significativa en la em$resa, de modoque se $ueda recu$erar f*cilmente.
• +enerar un a"orro económico a trav#s de la disminución de $#rdidas en la
transferencia de calor del sistema.
• )eterminar el di*metro que $ermita las m&nimas $erdidas $osibles en elsistema.
4.Solución planteada
4.1 Cálculos
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nformación b*sica $ara el desarrollo
4'ng+&*. H #5$
4'ng+&*. V #5$
T#)$
- 15 25
/ro$ano 1 0
eiva.
8 16
(,!+'!'5*&+4,$ 1325 /L
$350.028/GALON
Variable nidad de
!edida
Valor
em$eratura 3mbiente 26em$eratura *'imao$eración
25
misividad su$erficial adimensional ,1elocidad del iento ms 1.5 :media;)i*metro de la tuber&a ,-175
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Fd 9--,156 Gm" 9--,156Gm" 2-55,952Gm"
s$esor Becomendado
2 in 2 in 2 in
em$eraturaSu$erficial
-1,56 -2.8 JJJJ
ficiencia 3islamiento
95,98H 95.5-H 95,755H
osto nerg&aSin
3islamiento
15K692,56-Da(o
-1-K851,259.-Da(o
-29K54-,822.-Da(o
osto nerg&aon
3islamiento
56-,-85.5Da(o
12K598,161.4Da(o
1-K161,546.9Da(o
3"orroenerg&a
15K129,177.5Da(o
-1K25-,97.9Da(o
-16K-82,275.5Da(o
osto anoCbra
-,8DJd&a 9K4,DJd&a
9L7,8DJd&a
osto aterial 69, $esos 1K-8,$esos
1K449,$esos
osto otal -42,8 $esos 1K24,$esos
11K149,8$esos
Betorno de lainversión
:osto totala"orro energ&a; el retorno de lainversión de reali=a en 12,86 d&as
T)04) ., (,*4&).' 2)() 1;?
Variable Vertical Horizontal otal
Fa 45,46-Gm"
51,45 Gm" 96,58 Gm"
Fd 1.-48,86Gm"
1.-48,286Gm"
2.696,572Gm"
s$esor Becomendad
2 in 2 in 2 in
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o
em$eraturaSu$erficial
-1,98 -5,61 JJJJ
ficiencia 3islamiento
96,6-H 96,21H 96,42H
ostonerg&a Sin 3islamiento
15K692,56-Da(o -1-K851,259.- Da(o -29K54-,822.-Da(o
ostonerg&a on
3islamiento
56-.-85,5Da(o
12K598,161.4Da(o
1-K161,546.9Da(o
3"orroenerg&a
15K129,177.5 Da(o
-1K25-,97.9 Da(o
-16K-82,275.5Da(o
osto anoCbra
-,8DJd&a
9K4.DJd&a
9L7,8DJd&a
ostoaterial
87,$esos
1K74,$esos
1K827,$esos
osto otal -87,8$esos
11K14,$esos
11K527.8$esos
Betorno de lainversión
:osto total3"orro energ&a; el retorno de lainversión de reali=a en 1-,29 d&as
"para determinar el actor de emisividad se ace una variaci'n con los
ran)os más utilizados en Colombia -%1-%46 además de variar los diámetros
nominales*
)i*metr oominal:in;
Mactor demisividad
/erdidas alor con 3islamientoFa :N"m;
/erdidas decalor sinaislamientoFd :N"m;
Crientación
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9--,156.2 41,916 -7,7-.- 42,67 -7,825.4 42,15 -7,898
2
.1 51,86 47,99
1.685,-7.2 52,7 47,-17.- 52,22 47,414.4 52,252 47,471
-
.1 65,711 59,218
2.48-,684.2 66,4 59,495.- 66,177 59,621.4 66,428 59,8-6
" con base a la anterior tabla se responden las si)uientes pre)untas*
a$ OFu# es la emisividad con qu# mecanismo de trasferencia de calor serelacionaP
7espuesta8 9s la radiaci'n t:rmica e(pulsada por un elemento #ob&eto$
teniendo en cuenta su temperatura. 9l mecanismo de transerencia de calor
es la radiaci'n t:rmica.
b$ Oómo es la relación entre las $#rdidas de calor el factor de emisividadP
7espuesta8 son directamente proporcionales% pues las p:rdidas de calor
aumentan% pero esto solo aplica para las perdidas por aislamiento% porque la
emisividad no var;a cuando la tuber;a no tiene aislamiento pues el )radiente
de temperatura no va a cambiar.
c$ O"acer una gr*fica donde se relacionen las diferentes emisividades$erdidas de calor, di*metros de tuber&a orientaciónP
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+erdidas de calor con orientaci'n orizontal variando los actores de emisividad
+erdidas de calor con orientaci'n vertical variando los actores de emisividad
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4.2 materiales a utilizar
I('nG4)
s un revestimiento laminado de /oli#ster refor=ado con fibra de vidrio :/BM;
con o sin sistema de auto ensamble, destinado a la $rotección de aislamientost#rmicos en tuber&as equi$os.
sos beneicios
ron+lass es reutili=able e ins$eccionable. Su sistema de enganc"e $ermite ser instalado retirado cuantas veces se requiera $ara efectos de mantenimiento eins$ección de las l&neas.
ienen una e'ce$cional resistencia a la maor&a de ambientes $roductos
qu&micos corrosivos.
Son f*ciles r*$idos de instalar con m&nimo riesgo $ara el o$erario, no $roducelos cortes ocasionales que se $roducen con los revestimientos de metal.
especiicacion tecnicas
T,5,()&*() 5)@+5) ., ',()!+3n 1-4 ℃
E*,(/' ) 4) &,n+'n 12 /a E*,(/' ) 4) 4,@+'n Q 54 Rgcm2
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• Ca?uelas
3islamiento acstico t#rmico de lana mineral de vidriobiosoluble, $reformada en forma de medias ca(as $araaislar tuber&as calientes fr&as, con tem$eraturas "asta
454 :85M; con di*metro nominal desde TU "asta 12U.)is$onible con sin laminado de foil de aluminio MBR.
sos y beneicios
/ara aislar sistemas de tuber&as, incluendo las de trans$orte de va$or,calefacción, enfriamiento, agua $ara uso dom#stico caliente, fr&a, sistemassanitarios tuber&as es$eciali=adas en $lantas de $otencia $rocesosindustriales.
=esempe?o t:rmico
,-4 Gm ℃ a tem$eratura media 24 ℃
@;mites de operaci'n
a'. 454 ℃
Caracter;sticas de combusti'n en la supericie
Vndice de $ro$agación de llama¿
25 Vndice de $ro$agación de "umo ¿ -
Absorci'n del vapor de a)ua
enor al 5H en $eso
tu
b er;a en
acero
)alvanizado
l acero galvani=ado tiene distintas com$osiciones, de$endiendo de ellas, tendr*una distinta funcionalidad. /ara los $rocesos de trans$orte de fluidos industriales,
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el ti$o de acero galvani=ado m*s usado es el galvani=ado tradicional :99H Winc;,el cual tambi#n es utili=ado $ara "acer laminas $ara tec"os, industria derefrigeración, aire acondicionado, carrocer&as, vallas, entre otros.
Caracter;sticas del acero
%imite el*stico a$ro'imado de 22 /a Besistencia a la tracción a$ro'imada de - /a sfuer=o de tensión a$ro'imado de 27 /a
uber;a de cobre
%a tuber&a de cobre se $uede usar $ara a$licaciones industriales a que no es$osible la fuga o contaminación desde el e'teriorX el o'&geno, raos A la
tem$eratura no disminuen sus $ro$iedades mec*nicas.
Caracter;sticas del cobre
em$eratura de fusión a$ro'imadaY18-
)ensidad :2; Y 8,94 grcm- onductividad t#rmicaY 196 IAJft
: ft2J"JM; alor es$ecifico Y ,92 algr
• uber&a en aluminio
Son altamente resistentes a los agentes corrosivos as& mismo a los entornosagresivos, $or lo cual se los $uede em$lear en f*bricas, en fundiciones todo ti$ode ambientes, resisten los gol$es e im$actos mec*nicas, las variaciones detem$eratura, el arrastre del aceite del com$resor los raos ultravioleta. %astuber&as de aluminio son fabricadas $ara resistir el fuego, son ininflamables no
conducen las llamas evitando la $ro$agaciónde incendios.
4.3 Herramientas y equipos
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• qui$o de soldadura $ara $roceso S3G $ara reali=ar las unionescorres$ondientes a lo largo de la tuber&a a instalar.
• Iridas con cuello $ara soldar • 11 tubos de -m en acero galvani=ado de 1U de di*metro, cedula 4• So$ortes $ara tuber&a en acero estructural 3-6• Anión universal $ara mantenimiento• a(uelas de 2U $ara aislar la tuber&a• ron+lass con es$esor m&nimo recomendado• *lvula de cone'ión a la salida de la caldera• *lvula universal de cierre $ara aislar el circuito
4.4 Costos y proveedores
>nversi'n para acero )alvanizado A53 4,B1-.155 en Coval
>nversi'n para cobre 5,D4.5-- en Homecenter
Se selecciona el acero galvani=ado $orque garanti=a una menor inversión sinafectar las $ro$iedades del material, lo que significa un sistema de larga duración alta eficiencia.
o se consideraron materiales como el aluminio $or su elevado coeficiente deconducción, lo que se traducir&a en un maor nivel de $#rdidas durante el $roceso.
Se descartó el cobre como material $ara tuber&as debido a que adem*s de uncosto elevado no garanti=a la alta eficiencia que se refle!a en el acero a que sususos m*s frecuentes se relacionan con el *rea de los $rocesos de refrigeración.
Coval8 es una com$a(&a olombiana es$eciali=ada en la comerciali=ación demateriales $ara la construcción, cuas oficinas bodegas $rinci$ales est*nubicadas en el munici$io de ota :und.; el cual es vecino de la ciudad de Iogot* .
n oval, todos los $roductos que mane!amos son distribuciones e im$ortaciones
directas de f*bricas de $rimera l&nea, las cuales cum$len con las normasnacionales e internacionales de calidad. sto nos $ermite ofrecer como maoristase'celentes art&culos a $recios a!ustados a los actuales requerimientos delmercado.
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contactos
@ista de precios
4.5 Análisis de sensibilidad
"para este análisis se varia la velocidad del viento y el diámetro como se
observa en la si)uiente tabla*
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)i*metroominal:in;
elocidaddel viento:ms;
/erdidas alor con 3islamientoFa :Nm";
/erdidasde calor sinaislamiento Fd:Nm";
Crientación
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/erdidas de calor en tuber&a "ori=ontal con diferentes velocidades del viento.
$erdidas de calor en tuber&a "ori=ontal con diferentes velocidades delviento.
=e las dos )raicas anteriores se puede concluir que a medida que el
diámetro de la tuber;a aumenta% las perdidas de calor sin importar su
orientaci'n van a aumentar de manera proporcional% de i)ual orma se sabe
que cuando la velocidad del viento es mayor las perdidas van a aumentar
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pues este coca con la supericie de la tuber;a )enerando una reducci'n de
calor a lo lar)o del proceso. @as tres variables son directamente
proporcionales.
con res$ecto a la orientación de la tuber&a :vertical o "ori=ontal; como es larelación con las $#rdidas de calor.
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; !('n'g()5)
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6.Conclusiones
• Se seleccionó una tuber&a de 1KK debido a que en com$aración a la de 1.5KK
genera menos $erdidas de calor a lo largo del $roceso, adem*s de reducir
el tiem$o de retorno de inversión.
• l material a utili=ar $ara la tuber&a ser* de acero galvani=ado :35-; $orque
es un material que ofrece me!or resistencia a las condiciones de $resión tem$eratura que requiere el sistema, adem*s garanti=a una $rotección delmaterial gracias a su recubrimiento electrol&tico facilita las condiciones desoldeo en las uniones.
• Se disminuó de manera significativa la inversión inicial $ues el tiem$o de
retorno fue de 12,84 d&as $ara el di*metro seleccionado :1KK;.
• 3l utili=ar como material aislante ca(uelas iron glass en la tuber&a se
garanti=a una reducción del 4H en los gastos energ#ticos de la em$resa locual significar&a un a"orro mensual a$ro'imado de D1K2..
Z1[+4'g()+)
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[1]
I. F. P., Fundm!nt"# d! tn#%!!n&i d! &'".
[2]
"m!&!nt!.&"m.&",* "m!&!nt!. [+n 'n!].
[3]
&"-'.&"m.&",* &"-' #.. [+n 'n!].
[]
. !n!', n%!!n&i d! '" m#, 4!i&"6 4&G i''.