Intercambiadores de calor
Páginas: 14 (3327 palabras)
Publicado: 11 de marzo de 2012
INTERCAMBIADOR DE CALOR
Astudillo. CA (0843236), Osorno. D, Ramirez, YP (0841659)
Escuela de ingeniería de alimentos, Universidad del valle, Cali, Colombia
Diciembre 13 de 2011.
En la práctica se trabajó con un intercambiador de calor de tubos concéntricos con el objetivo de estudiar
Resumen
En la práctica se trabajó con un intercambiador de calor de tubos concéntricos con elobjetivo de determinar la media logarítmica, el coeficiente global de transferencia, el calor transferido y la eficiencia, y sus diferencias en flujo paralelo y contracorriente. Se realizó primero experimentalmente haciendo uso de intercambiador de corazas, la segunda parte consistió en realizar simulaciones, cambiando variables, para así sacar conclusiones y poder inferir que el método más eficientecorresponde a poner los flujos en contracorriente.
1.
2. Introducción
El intercambiador de calor es uno de los equipos más abundantes en la industria de proceso y en la industria en general. Es un dispositivo que sirve para pasar calor de un fluido a otro. (Pyzmennyy., 2007)
Los intercambiadores de calor se clasifican de acuerdo con el arreglo del flujo y el tiempo de construcción.El intercambiador de calor más simple es aquel en que los flujos calienten y frio se mueven en la misma dirección o en direcciones opuestas en una construcción de tubos concéntricos.
Para diseñar o predecir el rendimiento de un intercambiador de calor, es esencial relacionar la transferencia total de calor con cantidades como el coeficiente global de transferencia de calor, además de lassuperficies interior y exterior del tubo.
El coeficiente de transferencia de calor total es importante ya que nos proporciona la cantidad total de calor transferido cuando se multiplica este por área de la superficie del exterior del tubo y por la temperatura.
En los intercambiadores de calor paralelos se considera una longitud diferencial del intercambiador térmico con un área diferencial através de la cual es transmitido el calor. En otro sentido los intercambiadores de calor de contracorriente se mantiene la transferencia de calor entre las partes más calientes de los fluidos en un extremo, y así como entre las partes más frías en el otro. (Frank P, et all, 1999)
3. Materiales y métodos
En la práctica se utilizó un intercambiador de doble tubo o de tubos concéntricos, dondeuno de los fluidos (agua) se desplazó en el interior de una tubería y el otro lo hizo en el espacio anular entre ambas tuberías.
Inicialmente se impuso un flujo igual en ambas corrientes de agua y acto seguido se comenzó a medir las temperaturas con unos termómetros instalados en el intercambiador de calor por intervalos de 2 minutos durante 10 minutos. Este mismo procedimiento fue llevado acabo en paralelo y contracorriente.
Para el desarrollo de los cálculos se llevó a cabo el siguiente procedimiento:
En el balance de energía se estableció que:
mcH c, ent-Hc, sal=mfHf, sal-Hf, ent=q (1)
Q= - mcCp, cTc, sal-Tc, ent=mfCp, fTf, sal-Tf, ent (2)
Q= - mcCp, cTc, sal-Tc, ent=mfCp, fTf, ent-Tf, sal (3)
Donde laecuación (1) y (2) se usaron para flujos en paralelo y en contracorriente respectivamente. De acuerdo a que los flujos másicos y los calores específicos son iguales, se dice que,
ΔTf, max=Tf,sal-Tf,entr=Tc,ent-Tf, ent2
flujo en paralelo (4)
ΔTf, max=Tf,sal-Tf,entr=(Tc,ent-Tf, ent)
flujo en contracorriente (5)
En términos de transferencia de calor
Qmaxcontrac=2Qmaxparalelo (6)Para el calor transferido
Q=U x Alm x ΔTlm
En el cual U es el coeficiente global de transferencia de calor (W/m2·oC), Alm es el aérea media logarítmica (m2) y Tlm es la variación de temperatura media logarítmica. Con las siguientes ecuaciones se hallan los valores correspondientes.
Alm= A2-A1lnA2A1 (7)
ΔTlm= ΔT2-ΔT1lnΔT2ΔT1 8
U= 11hf+1hc (9)
hDk=0,023 Re4/5Prn (10)
Donde es el...
Astudillo. CA (0843236), Osorno. D, Ramirez, YP (0841659)
Escuela de ingeniería de alimentos, Universidad del valle, Cali, Colombia
Diciembre 13 de 2011.
En la práctica se trabajó con un intercambiador de calor de tubos concéntricos con el objetivo de estudiar
Resumen
En la práctica se trabajó con un intercambiador de calor de tubos concéntricos con elobjetivo de determinar la media logarítmica, el coeficiente global de transferencia, el calor transferido y la eficiencia, y sus diferencias en flujo paralelo y contracorriente. Se realizó primero experimentalmente haciendo uso de intercambiador de corazas, la segunda parte consistió en realizar simulaciones, cambiando variables, para así sacar conclusiones y poder inferir que el método más eficientecorresponde a poner los flujos en contracorriente.
1.
2. Introducción
El intercambiador de calor es uno de los equipos más abundantes en la industria de proceso y en la industria en general. Es un dispositivo que sirve para pasar calor de un fluido a otro. (Pyzmennyy., 2007)
Los intercambiadores de calor se clasifican de acuerdo con el arreglo del flujo y el tiempo de construcción.El intercambiador de calor más simple es aquel en que los flujos calienten y frio se mueven en la misma dirección o en direcciones opuestas en una construcción de tubos concéntricos.
Para diseñar o predecir el rendimiento de un intercambiador de calor, es esencial relacionar la transferencia total de calor con cantidades como el coeficiente global de transferencia de calor, además de lassuperficies interior y exterior del tubo.
El coeficiente de transferencia de calor total es importante ya que nos proporciona la cantidad total de calor transferido cuando se multiplica este por área de la superficie del exterior del tubo y por la temperatura.
En los intercambiadores de calor paralelos se considera una longitud diferencial del intercambiador térmico con un área diferencial através de la cual es transmitido el calor. En otro sentido los intercambiadores de calor de contracorriente se mantiene la transferencia de calor entre las partes más calientes de los fluidos en un extremo, y así como entre las partes más frías en el otro. (Frank P, et all, 1999)
3. Materiales y métodos
En la práctica se utilizó un intercambiador de doble tubo o de tubos concéntricos, dondeuno de los fluidos (agua) se desplazó en el interior de una tubería y el otro lo hizo en el espacio anular entre ambas tuberías.
Inicialmente se impuso un flujo igual en ambas corrientes de agua y acto seguido se comenzó a medir las temperaturas con unos termómetros instalados en el intercambiador de calor por intervalos de 2 minutos durante 10 minutos. Este mismo procedimiento fue llevado acabo en paralelo y contracorriente.
Para el desarrollo de los cálculos se llevó a cabo el siguiente procedimiento:
En el balance de energía se estableció que:
mcH c, ent-Hc, sal=mfHf, sal-Hf, ent=q (1)
Q= - mcCp, cTc, sal-Tc, ent=mfCp, fTf, sal-Tf, ent (2)
Q= - mcCp, cTc, sal-Tc, ent=mfCp, fTf, ent-Tf, sal (3)
Donde laecuación (1) y (2) se usaron para flujos en paralelo y en contracorriente respectivamente. De acuerdo a que los flujos másicos y los calores específicos son iguales, se dice que,
ΔTf, max=Tf,sal-Tf,entr=Tc,ent-Tf, ent2
flujo en paralelo (4)
ΔTf, max=Tf,sal-Tf,entr=(Tc,ent-Tf, ent)
flujo en contracorriente (5)
En términos de transferencia de calor
Qmaxcontrac=2Qmaxparalelo (6)Para el calor transferido
Q=U x Alm x ΔTlm
En el cual U es el coeficiente global de transferencia de calor (W/m2·oC), Alm es el aérea media logarítmica (m2) y Tlm es la variación de temperatura media logarítmica. Con las siguientes ecuaciones se hallan los valores correspondientes.
Alm= A2-A1lnA2A1 (7)
ΔTlm= ΔT2-ΔT1lnΔT2ΔT1 8
U= 11hf+1hc (9)
hDk=0,023 Re4/5Prn (10)
Donde es el...
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