Diseño de un intercambiador de calor

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UNIVERSIDAD DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERÍA

TRANSMISIÓN DE CALOR

INTEGRANTES:
Bazán Díaz, Jorge Orlando.
Carpio vallejos, Adrián Orlando.
Castillo Merino, Darwin Alexander.
Zapata Mondragón, Javier Eduardo.

CORREOS:
orlando_ol98@hotmail.com
darwinrj@hotmail.com
adriancarpio24@hotmail.com
javierzapatam@hotmail.com

FECHA:
11/06/2007

INDICE

Introducción2

Descripción del Intercambiador 4

Criterio de Diseño 7

Materiales del Intercambiador 9

Diagrama de Flujo 10

Diseño del Intercambiador 10

Cálculo de la Temperatura Calórica 10

Cálculo del área Aproximada 13

Cálculo del área Corregida 14

Cálculo del coeficiente de transferencia de calorinterno. 15

Método Bell Delaware 16

Cálculo del Coeficiente de Transferencia de Calor Externo 29

Cálculo de la resistencia Térmica del material 30

Cálculo del área requerida 30

Cálculo de la caída de presión 31

Comparación de posibles soluciones de diseño 35

Primer Diseño 36

Segundo Diseño 39

TercerDiseño 42

Conclusiones 45

Anexos 46

Vista tridimensional del intercambiador 54

I.- INTRODUCCIÓN

Los intercambiadores de calor de tubo coraza son los intercambiadores más usados para las aplicaciones de procesos industriales. Frecuentemente son usados para:
• Procesos de enfriamiento de líquidos y gases
• Procesos de condensación devapor
• Procesos de precalentamiento
• Procesos de recuperación de calor y conservación de los esfuerzos de energía térmica.

Estos equipos requieren grandes áreas para la transmisión de calor, que pueden ser obtenidas por un equipo multitubular, que consiste en diversos tubos montados paralelamente en el interior de una carcaza o coraza, los cuales son denominados intercambiadores decalor de tubo y coraza

Los intercambiadores son ampliamente usados y fabricados en muchos tamaños, con varios arreglos de flujo y de diversos tipos; pueden operar en grandes caídas de presión y temperatura, la facilidad de fabricación y el costo relativamente bajo constituyen la principal razón para su empleo ilimitado en las aplicaciones de ingeniería.

El Proyecto de un intercambiador decalor es un asunto complejo: la transferencia de calor, la pérdida de carga, el dimensionamiento, la evaluación del desempeño y los aspectos económicos juegan papeles muy importantes en el resultado final. La construcción de un intercambiador de calor puede ser dividido en tres fases principales: análisis térmico, proyecto mecánico preliminar y fabricación.

El análisis térmico puede serdeterminado por varios métodos, algunos disponibles en la literatura técnica común y otros muy mejorados, generalmente acoplados a los programas de computador, que pueden ser obtenidos por medio de contratos con entidades privadas especializadas en equipos de intercambio térmico, tales como: HTRI, Heat Transfer Research Inc, en los Estados Unidos y HTFS, Heat Transfer and Fluid Flow Service, enInglaterra.

Entre los principales métodos de análisis térmicos encontrados en la literatura común, están los de Kern (1950) y el método Bell-Delaware. El primero es el más tradicional, pero acumula mayor número de errores, principalmente en el flujo del lado de la coraza, en las pérdidas de carga y en el flujo laminar.

Por otro lado el método Bell-Delaware propuesto por Bell en 1963, es un método devaluaciones de proporciones de diferentes factores de corrección. Evaluar un intercambiador de calor significa evaluar la performance termo-hidráulica de un intercambiador de calor, totalmente especificado. El resultado de este proceso de valuación servirá como juicio para conocer la habilidad de la unidad para realizar determinados requerimientos que se deseen y complementarlo con otras...