Intercambiador de tubos concentricos

1.- Calculo del gasto volumétrico del agua de forma directa
Gvaal 100%=10.59Ltmin

Gva al 80%=8.472Ltmin1m31000Lt60min1h=0.508m3h
2.- Cálculo del gasto masa de aguaGma=Gva*ρa=0.508m3h1000Kgm3=508Kgm3
3.- Cálculo del gasto volumétrico del condensado
Gvvc=π4D2ΔZθ=π40.385m20.05m975s3600s1h=0.021m3h
4.- Cálculo del gasto masa del condensado
Gmvc=Gvvc*ρa=0.021m3h1000Kgm3=21Kgh
5.-Cálculo del calor ganado o absorbido por el agua
Qa=GmaCp(t2-t1)
Qa=508Kgh1KcalKg0C450C-250C=10610Kcalh
6.- Cálculo del calor cedido por el vapor
Qv=Gmvc*λ=21Kgh500KcalKg=10500Kcalh
7.- Cálculo dela eficiencia térmica del equipo
η=QaQvx100%=10160Kcalh10500KcalhX100%=96.76%

8.-Cálculo de la media logarítmica de la diferencia de temperatura
∆TML=∆T1-∆T2ln∆T1∆T2
∆T1=Tv-ta=116-25=91℃∆T2=Tv-ta_caliente=116-45=71℃
∆TML=91-71ln9171=80.58℃
9.-Cálculo del área de transferencia de calor
A=πdeL=π0.0214m3m=0.201m²
10.-Cálculo del coeficiente global de transferencia de calorexperimentalG
Uexp=QaA∆TML=10,160Kcalh0.201m280.58℃=625.14Kcalh-m2-℃

11.- Cálculo de la velocidad de flujo del agua
v=GvaAflujo=Gvaπ4di²=0.508m³hπ4(0.0158m)²=2,590.95mh
12.-Coeficiente de películahi=0.0225kidi(divρμi) 0.8(Cpμiki)0.4
hi=0.02250.47Kcalhm℃0.0158m(0.0158m2,590.95mh1,000kgm32.58kghm) 0.8(1KcalKg℃2.58kghm0.47kcalhm℃)0.4
hi=3,032.66kcalhm²℃
13.-Cálculo de la Tf
Tf=Tv-0.75ΔTfΔTf=Tv-Tsup
Tsup=Tv+Tc+ta+tcaliente4=Tsup=T1+T2+t1+t24

Tsup=116+105+25+454=52.5℃

ΔTf=116-52.5=63.5℃
Tf=116-0.7563.5=68.37℃

14.- Coeficiente de película exterior
he=0.725ρ²k³λgdeμΔTf1/4he=0.725(1,000kgm3)2(0.51kcalhm℃)(500kcalkg)(1.271376e8mh2)0.0214m1.44kghm(63.5℃)1/4
he=5,874.07kcalhm²℃
15.-Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor teóricoUteo=1dehidi+edekdm+1he
Uteo=1(0.0214m)3,032.66kcalhm2℃+2.8E-3m(0.0214m)40kcalhm℃(0.0186m)+15874.07kcalhm2℃=1433.91kcalhm2℃

16.- Cálculo de la desviación porcentual %D de los coeficientes Uteo y Uexp...