MEDICIÓN DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN GEOMETRÍAS SIMPLES

Instituto Politécnico Nacional.
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología.
Laboratorio de Bioingeniería.
PRÁCTICA No. 14

“MEDICIÓN DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN
GEOMETRÍAS SIMPLES”

Introducción
Los intercambiadores de calor:
• Equipos que facilitan el intercambio de calor entre dos fluidos que
se encuentran a temperaturas diferentes
• Evitan al mismotiempo que se mezclen entre sí.

• El intercambiador de doble tubo es el tipo más sencillo.
• Está constituido por dos tubos concéntricos de
diámetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el
tubo de menor diámetro y el otro fluido fluye por el
espacio anular entre los dos tubos.” (Chamarro, M.;2005)

Existen dos arreglos en los cuales se da la
transferencia de calor:
• En flujoparalelo, donde los dos fluidos
entran por el mismo extremo y fluyen en
el mismo sentido.

• En contraflujo donde los fluidos entran por
los extremos contrarios y fluyen en
sentidos opuestos.

Objetivo General
Conocer los equipos que se fundamentan en la transferencia de calor.
Objetivos Particular
Conocer las partes principales de los intercambiadores concéntricos.
Analizar la influenciadel arreglo en paralelo y en contracorriente sobre el
coeficiente global de transferencia de calor.
Discutir sobre los parámetros que influyen en la evaluación experimental
del coeficiente global.

Desarrollo Experimental
Calentar el agua (vapor) hasta una temperatura de 46 °C

Conectar mangueras al intercambiador para que circule el fluido frio
Registrar la temperatura del agua calienteRegistrar temperatura del fluido frio a la entrada
Conectar las bombas para hacer pasar los fluidos caliente y frío por el
interior de los tubos del intercambiador
Registrar el volumen y tiempo de salida para cada fluido (3 mediciones)

A

A
Registrar las temperaturas de salida de ambos fluidos
Variar el flujo (5 mediciones)
Repetir a partir del paso tres
Cambiar el sistema a unarreglo en contracorriente

Repetir los pasos anteriores para este arreglo

Resultados
Tabla 1. Datos obtenidos experimentalmente arreglo en paralelo

Arreglo en
paralelo

1

Temperatura Temperatura
Temperatura Temperatura Tiempo para Volumen para
Fluido
Fluido
Fluido frío Fluido frío
fluido
fluido caliente
caliente
caliente
entrada (°C) salida (°C) caliente (s)
(mL)
entrada(°C) salida (°C)

5

44

40

39

19

19

25

23

22

170

5.74

980

1.71

200

5.18

710

200

3.81

540

300

4.28

650

1.56

110

4.36

140

200

4.38

110

170

4.42

130

1.64

170

4.43

370

170

3.96

380

1.6

44

19

860

1.75

4

42

4.72

1.75

45

160

2.5

3

21

820

3.3

1821

4.72

1.68

40

18

140

1.86
45

39

2.67
1.8

2

46

Tiempo para Volumen para fluido
fluido frío (s)
frío (mL)

180

4.11

270

1.73

150

3.85

470

1.95

200

4.39

550

1.76

190

4.54

550

Tabla 2. Datos obtenidos experimentalmente arreglo en contraflujo
Temperatur
Temperatura Temperatura Temperatura Tiempo para Volumenpara
Arreglo
a Fluido
Fluido caliente Fluido frío Fluido frío fluido caliente fluido caliente
contraflujo
caliente
salida (°C) entrada (°C) salida (°C)
(s)
(mL)
entrada (°C)

1

44

39

20

22

2

43

39

20

22

3

42

39

21

23

4

42

39

21

24

5

42

39

21

26

4.6
5.11
4.49
5.08
4.6
5.31
4.88
4.71
4.93
5.06
4.91
4.425.52
4.44
5.08

460
500
460
480
410
510
490
450
480
480
470
420
530
440
490

Tiempo para
fluido frío (s)

Volumen para
fluido frío (mL)

4.05
4.32
4.23
3.96
4.36
4.11
4.09
3.92
4.34
4.38
4.3
4.19
4.38
4.2
4.34

810
860
900
800
780
780
600
640
630
300
320
310
110
100
110

Se obtuvieron las diferencias de temperaturas para cada arreglo. Con...