Instalacion muñon con Nitrogeno...

[chilemec2013]

      Hola a todos los foreros, mi duda es producto que no puedo encontrar en la web en español, donde  averiguar tema de dilataciones y contracciones usando nitrogeno liquido,  debo instalar un muñon grande en una cañeria que no se puede calentar, estamos hablando de unos 800 mm de diametro.  Lo he visto hacerlo, pero no doy con los calculos.
     Se trata de un Muñon Acero carbono, diametro exterior aprox. 800 mm. y alguien le calculo una interferencia de 0.3 mm. pero se debe usar Nitrogeno, no creo que haya problema, pero lo que necesito saber es cuanto disminuira el diametro exterior del muñon de 800 mm.  sabiendo que ademas de bajar la interferencia (0.3 mm), debe bajar aun mas, para conseguir la holgura para poder insertarlo. Lo otro que necesito es calcular cuanto nitrogeno debo comprar, y cuanto tiempo demorara al muñon en conseguir los -196 grados.

     Favor si alguien tiene el dato de donde conseguir la informacion se lo agradeceria, o en ingles la  formula o ejemplos igual sirven.

Saludos desde el BioBio.

[xxavier]

El coeficiente de dilatación del acero es 12 x 10^–6. Si pasamos de una temperatura ambiente de 20ºC a los –196ºC del nitrógeno líquido hirviendo, el salto térmico es de 216ºC, y la variación de diámetro de esa pieza será de 12 x 10^–6 x 800 x 216 = 2,07mm.

Se puede calcular, aproximadamente, cuánto nitrógeno se evaporará para enfriar esa pieza. El calor de vaporización del nitrógeno es de 48 cal/g, y el calor específico del hierro es 0,113 cal/g ºC. No sabemos la masa de la pieza; supongamos que sea de 30 kilos. Entonces, para bajar desde 20ºC de temp. ambiente a –196ºC,  esa pieza necesitará perder 216ºC, es decir, 0,113 x 30000 x 216 = 732240 cal. Para ello, habrá que vaporizar 732240/48 = 15255 gramos de nitrógeno líquido. Suena razonable... Pero la pérdida térmica en el proceso será mucho mayor, debido a que el recipiente cederá calor al nitrógeno líquido, también... Para ir sobre seguro, convendría usar al menos 30 kilos de nitrógeno líquido.

Si la estimación, que he hecho ahora mismo 'a vuelatecla', la puede confirmar otro forero, pues mejor...

 

[Tecleador]

Me da que a este paso deberías compartir tu sueldo con los foreros o con el foro. Porque haces muchas preguntas profesionales y esto es un foro de aficionados.
Esa gran empresa en que trabajas no tiene ingenieros. O tú eres el gurú que les resuelve los problemas viniendo a un foro de aficionados a que te resuelvan todas las dudas que te van apareciendo.

[chilemec2013]

El coeficiente de dilatación del acero es 12 x 10^–6. Si pasamos de una temperatura ambiente de 20ºC a los –196ºC del nitrógeno líquido hirviendo, el salto térmico es de 216ºC, y la variación de diámetro de esa pieza será de 12 x 10^–6 x 800 x 216 = 2,07mm.

Se puede calcular, aproximadamente, cuánto nitrógeno se evaporará para enfriar esa pieza. El calor de vaporización del nitrógeno es de 48 cal/g, y el calor específico del hierro es 0,113 cal/g ºC. No sabemos la masa de la pieza; supongamos que sea de 30 kilos. Entonces, para bajar desde 20ºC de temp. ambiente a –196ºC,  esa pieza necesitará perder 216ºC, es decir, 0,113 x 30000 x 216 = 732240 cal. Para ello, habrá que vaporizar 732240/48 = 15255 gramos de nitrógeno líquido. Suena razonable... Pero la pérdida térmica en el proceso será mucho mayor, debido a que el recipiente cederá calor al nitrógeno líquido, también... Para ir sobre seguro, convendría usar al menos 30 kilos de nitrógeno líquido.

Si la estimación, que he hecho ahora mismo 'a vuelatecla', la puede confirmar otro forero, pues mejor...

Gracias xxavier, por compartir tus conocimientos, revisare y comento.  al final te comentare los resultados finales.

Saludos desde el Biobio, Chile.

[jubilado]

Yo hice el cálculo con más precisión que xxavier, me dije: ese aro en nitrogeno encoje de cojones pero le va a hacer falta tela de nitrogeno, lo que me hizo pensar que la gente está majara, enfriar eso en nitrógeno ya de por si es peligroso, luego el nitrógeno se evapora a temperatura ambiente y se formará una niebla también de cojones, y todo para disminuir 3 décimas.