intercambiador de calor de doble tubo

Intercambiador de Doble Tubo
Las partes principales son dos juegos de tubos concéntricos, dos tes conectoras, un
cabezal de retorno y un codo en U. La tubería interior se soporta en la tubería exterior mediante
estoperas y el fluido entra en el tubo interior a través de una conexión roscada localizada en la
parte externa del intercambiador. La tubería interior se conecta mediante unaconexión en U que
está generalmente expuesta y que no proporciona superficie de transferencia de calor. Cuando se
arregla en dos pasos, como es el caso de la figura anterior, la unidad se llama horquilla.
La longitud efectiva es la longitud en cada rama sobre la que ocurre transferencia de calor
y excluye la prolongación del tubo interior después de la sección de intercambio. Losintercambiadores de doble tubo generalmente se ensamblan en longitudes efectivas de 12, 15 {o
20 pies.
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/csalas/OP2/DOBLETUB.pdf
http://www.thermoequipos.com.ve/pdf/articulo_03.pdf
Aplicaciones
Industria alimentaria: enfriamiento, termización y pasteurización de leche, zumos, bebidas carbonatadas, salsas, vinagres, vino, jarabe de azúcar, aceite, etc.
Industriaquímica y petroquímica: producción de combustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas, pasta de papel, aceites industriales, plantas de cogeneración, etc.
Industria del Aire acondicionado: cualquier proceso que implique enfriamiento o calentamiento de los gases.
Calefacción y Energía Solar: producción de agua caliente sanitaria, calentamiento de piscinas, producción de agua calientemediante paneles solares, etc.
Industria marina: enfriamiento de motores y lubricantes mediante el empleo del agua del mar
Problemas
1)Se enfrıa aceite en un intercambiador de calor de tubos coaxiales de corrientes paralelas. Un flujo de 0.1kg/s de agua entra en el tubo interior a 15oC y se calienta hasta 40ºC. El aceite fluye por el conducto anular y se enfria de 130ºC a 55ºC. Se ha propuestoreducir la temperatura de salida del aceite aumentando la longitud del intercambiador. Determine las siguientes cantidades: a.- La temperatura minima que puede alcanzar el aceite b.- La temperatura de salida del aceite en funcion del aumento fraccional de la longitud del intercambiador c.- La temperatura de salida de cada una de las corrientes si el intercambiador fuera en contracorriente d.- Latemperatura mınima que puede alcanzar el aceite si el intercambiador opera en contracorriente e.- El cociente de la longitud que debe tener el intercambiador en contracorriente y la del intercambiador de corrientes paralelas en funcion de la temperatura de salida del aceite. Ignore el calor cedido a los alrededores e introduzca las suposiciones razonables que sean necesarias.
2)Se dispone de dostuberías de acero, concéntricas, de diámetros interiores 50 mm y 100 mm y espesor 5 mm. Por la tubería interior circula amoníaco líquido, que penetra a la temperatura de 20°C y velocidad 3 m/seg, mientras que por el extremo opuesto del espacio anular penetra agua a 80°C y velocidad 1,5 m/seg. La longitud de las tuberías es de 100 metros y la conductividad térmica del acero de 40 W/m°C. Se supondrá noexisten pérdidas térmicas.
Datos NH 3 : k = 0,5 (W/mºC) ; r = 580 (kg/m3) ; c p= 5 (kJ/kgºC) ; n = 0,34.10-6 (m 2/seg) ; Pr = 2
Datos H2 O: k = 0,66 (W/mºC) ; r = 985 (kg/m3) ; cp= 4,186 (kJ/kgºC) ; n = 0,48.10-6 (m 2/seg) ; Pr =3
Con estos datos determinar:
a) Los coeficientes de convección correspondientes
b) El coeficiente global de transmisión de calor referido a la sección exterior del tubointerior
c) La temperatura de salida de l
3) - A través del espacio anular formado por dos tuberías de 108 y 159 mm de diámetros exteriores y espesores respectivos 3,5 y 4,5 mm, se inyecta vapor recalentado a 13,6 atm., 280°C y velocidad 1,5 m/seg. Por la tubería interior circula una mezcla de sodio y potasio en proporción de 56% y 44% respectivamente, a la temperatura de 150°C y velocidad 3...