Bescanviador de calor
Páginas: 7 (1696 palabras)
Publicado: 14 de mayo de 2013
CUESTIONES
1. Intercambiador de carcasa y tubos
1.1.- Describir el tipo de intercambiador : configuración de flujo (nº pasos en tubos y carcasa), características constructivas (tubos y carcasa)
Dibujar un esquema básico operativo del intercambiador
Se trata de un intercambiador de carcasa y tubos. Es un intercambiador líquido-líquido. Un líquido circula por dentro de la carcasa (uncilindro) y el otro circula por una serie de tubos menores que recorren el interior de la carcasa, sin que lleguen a tocarse directamente los dos líquidos (intercambio indirecto).
El fluido que circula por el interior de los tubos realiza cuatro recorridos por dentro de la carcasa, por ello, el número de pasos de éste fluido es cuatro, mientras que el número de pasos del otro fluido es uno. Es unintercambiador cuatro uno.
La carcasa está construida de acero, y, los tubos, para facilitar un intercambio más eficiente y rápido, están hechos de cobre, que es un buen conductor del calor.
Hoy en día, a causa del elevado precio del cobre, las superficies de intercambio se construyen con aluminio, que ofrece unas propiedades similares a un precio mucho más reducido.
En la entrada delos tubos, la tapa reparte el fluido y lo fuerza a realizar cuatro recorridos, dos de ida y dos de vuelta. Por este motivo, en cada paso el fluido recorre un cuarto del total de los tubos (30).
1.2.- Determinar el área interior y exterior de intercambio de calor
¿porqué son similares las áreas de intercambio de calor?
Calculamos el área mediante la expresión del área de un cilindro:Área interior:
Área exterior:
Las áreas son similares debido a que el grosor de los tubos es pequeño.
1.3.- Determinar la relación
Área exterior intercambio / Volumen intercambiador ( A (m2) / V (m3) )
El volumen de un cilindro se calcula mediante:
Por lo tanto la relación entre el área y el volumen exterior es:
Área interior intercambio / Volumenintercambiador ( A (m2) / V (m3) )
Por lo tanto la relación entre el área y el volumen exterior es:
¿A la vista de estos valores puede considerarse al equipo como un intercambiador compacto?
No puede considerarse como compacto, ya que la relación es inferior a 700 m-1.
1.4.- Se pretende utilizar este intercambiador para calentar agua desde 20 ºC a 50 ºC, según el siguiente proceso :
Fluido frío ( tubos ) : Agua
Temperatura entrada : 20 ºC / Temperatura salida : 50 ºC
Velocidad de paso en interior de tubos : 1,2 m/s
Fluido caliente ( carcasa ) : Agua
Salto térmico : 70 / 55 ºC
Determinar la potencia térmica transferida (kW)
Para determinar la potencia primero determinamos el caudal:
Donde:
v : es la velocidad de paso en el interior de tubos
Aint = : esel área de la sección de entrada del agua
La potencia se determina mediante:
Dibujar el diagrama de temperaturas del intercambiador, indicando temperatura
entrada/salida de cada fluido (carcasa y tubos)
Determinar la eficiencia del intercambiador
2. Intercambiador de placas
Se dispone de dos tipos de intercambiadores: Placas soldadas y placasdesmontables
2.1.- Describir el intercambiador de placas desmontables, representado un esquema operativo simplificado, indicando el nº total de placas y el nº total de placas operativas.
El intercambiador de placas desmontables está formado por diversas placas metálicas colocadas a presión entre dos placas gruesas de acero.
Cada placa tiene un perímetro de goma adherido a cada uno de suslados. De esta manera se puede limitar el flujo de cada fluido hacia una dirección u otra, e impedir que se mezclen.
Depende de cómo se conecten la entrada y la salida se puede lograr que el flujo sea equicorriente, o que circule en sentido contrario.
El intercambiador consta de 10 placas, pero a efectos prácticos cada uno de los fluidos está en contacto con ocho caras (contando que cada placa...
1. Intercambiador de carcasa y tubos
1.1.- Describir el tipo de intercambiador : configuración de flujo (nº pasos en tubos y carcasa), características constructivas (tubos y carcasa)
Dibujar un esquema básico operativo del intercambiador
Se trata de un intercambiador de carcasa y tubos. Es un intercambiador líquido-líquido. Un líquido circula por dentro de la carcasa (uncilindro) y el otro circula por una serie de tubos menores que recorren el interior de la carcasa, sin que lleguen a tocarse directamente los dos líquidos (intercambio indirecto).
El fluido que circula por el interior de los tubos realiza cuatro recorridos por dentro de la carcasa, por ello, el número de pasos de éste fluido es cuatro, mientras que el número de pasos del otro fluido es uno. Es unintercambiador cuatro uno.
La carcasa está construida de acero, y, los tubos, para facilitar un intercambio más eficiente y rápido, están hechos de cobre, que es un buen conductor del calor.
Hoy en día, a causa del elevado precio del cobre, las superficies de intercambio se construyen con aluminio, que ofrece unas propiedades similares a un precio mucho más reducido.
En la entrada delos tubos, la tapa reparte el fluido y lo fuerza a realizar cuatro recorridos, dos de ida y dos de vuelta. Por este motivo, en cada paso el fluido recorre un cuarto del total de los tubos (30).
1.2.- Determinar el área interior y exterior de intercambio de calor
¿porqué son similares las áreas de intercambio de calor?
Calculamos el área mediante la expresión del área de un cilindro:Área interior:
Área exterior:
Las áreas son similares debido a que el grosor de los tubos es pequeño.
1.3.- Determinar la relación
Área exterior intercambio / Volumen intercambiador ( A (m2) / V (m3) )
El volumen de un cilindro se calcula mediante:
Por lo tanto la relación entre el área y el volumen exterior es:
Área interior intercambio / Volumenintercambiador ( A (m2) / V (m3) )
Por lo tanto la relación entre el área y el volumen exterior es:
¿A la vista de estos valores puede considerarse al equipo como un intercambiador compacto?
No puede considerarse como compacto, ya que la relación es inferior a 700 m-1.
1.4.- Se pretende utilizar este intercambiador para calentar agua desde 20 ºC a 50 ºC, según el siguiente proceso :
Fluido frío ( tubos ) : Agua
Temperatura entrada : 20 ºC / Temperatura salida : 50 ºC
Velocidad de paso en interior de tubos : 1,2 m/s
Fluido caliente ( carcasa ) : Agua
Salto térmico : 70 / 55 ºC
Determinar la potencia térmica transferida (kW)
Para determinar la potencia primero determinamos el caudal:
Donde:
v : es la velocidad de paso en el interior de tubos
Aint = : esel área de la sección de entrada del agua
La potencia se determina mediante:
Dibujar el diagrama de temperaturas del intercambiador, indicando temperatura
entrada/salida de cada fluido (carcasa y tubos)
Determinar la eficiencia del intercambiador
2. Intercambiador de placas
Se dispone de dos tipos de intercambiadores: Placas soldadas y placasdesmontables
2.1.- Describir el intercambiador de placas desmontables, representado un esquema operativo simplificado, indicando el nº total de placas y el nº total de placas operativas.
El intercambiador de placas desmontables está formado por diversas placas metálicas colocadas a presión entre dos placas gruesas de acero.
Cada placa tiene un perímetro de goma adherido a cada uno de suslados. De esta manera se puede limitar el flujo de cada fluido hacia una dirección u otra, e impedir que se mezclen.
Depende de cómo se conecten la entrada y la salida se puede lograr que el flujo sea equicorriente, o que circule en sentido contrario.
El intercambiador consta de 10 placas, pero a efectos prácticos cada uno de los fluidos está en contacto con ocho caras (contando que cada placa...
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