Practica 1

“Cálculos (Intercambiador de calor de camisa)”
Gv=18lmin*1m31000l*60min1hr=1.08m3h
1._ Cálculo del gasto masa de agua
Gma=Gv*ρa
Gma=1.08m3h*998Kgm3=1077.84Kgh
2._ Cálculo del gasto masa del condensado
Gmvc=Gvvc*ρa
Gmvc=0.031m3h*998Kgm3=30.938Kgh
3._ Cálculo del gasto volumétrico del condensado
Gvvc=π4*D2*∆Zθ
Gvvc=π4*(0.285m)2*0.081m0.1667h=0.031m3h
Θ=10min*1h60min=0.1667h
4._ Cálculodel calor generado o absorbido por el agua
Qa=Gma*Cp*(t2-t1)
Qa=1077Kgh*0.9988KcalKg°C*51°C-20°C=33346.94Kcalh
5._ Cálculo del calor cedido
Qv=Gmvc*λ
Qv=30.938Kgh*536.64KcalKg=16602.57Kcalh
6._ Cálculo de la eficiencia térmica del equipo
ƞ=QaQv*100
ƞ=33346.94Kcalh16602.57Kcalh*100=200.85%
7._ Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor experimental
Uexp=QaA*∆TUexp=33346.94Kcalh0.67m2*28°C=1777.56Kcalm2h°C
8._Cálculo de la diferencia de temperatura
Si el mezclado es homogéneo la temperatura promedio Tm del agua del intercambiador es igual a la temperatura del agua a la salida (T2) por lo que:
∆T=TV-Tm
∆T=109°C-81°C=28°C
9._ Cálculo del coefiente global de transferencia de calor teórico
Uteo=1dehidi+edeKdm+1heUteo=1(0.385m)550.91Kcalhm2°C(0.375m)+0.005m(0.385m)40Kcalhm°C(0.38m)+15906.84Kcalhm2°C=463.065Kcalm2h°C
de=0.385m di=0.375m e=0.005m k=40Kcalhm°C dm=0.38m
10._ Cálculo de los coeficientes de película interior
hi=0.36*kDcL2ρNμ0.52 *(Cpμk)13*(μμc)0.14
hi=0.36*0.5546Kcalh°C0.375m0.14m2(987.52Kgm3)(28200 rpm)1.9369Kgmh 0.52 *(0.9987KcalKg°C(1.9369Kgmh )0.5546Kcalh°C)13=550.91Kcalhm2°C
Nota 1: La corrección de la viscosidad se considera como 1debido a que el fluido que se utiliza es un fluido poco viscoso y este equipo es para fluidos muy viscosos.
Nota 2: Para este calculo las propiedades físicas se evalúan a temperatura de salida del agua t2
Propiedades a 51°C
k=0.5546Kcalh°C L=0.14m N=28200 rpm Cp=0.9987KcalKg°C
Dc=0.375m ρ=987.52Kgm3 μ=1.9369Kgmh
11._ Cálculo del coeficiente de película exteriorhe=1.13(k3ρ2λgμLC∆T)14
he=1.13(0.6019Kcalh°C3967.07Kgm32536.64KcalKg1.271376x108mh21.2852Kgmh 0.5m29°C)14=5906.84Kcalhm2°C
Nota 3: Para este cálculo las propiedades físicas se evalúan a temperatura de película (Tf) en donde:
k=0.6019Kcalh°C ρ=967.07Kgm3 μ=1.2852Kgmh g=1.271376x108mh2 Lc=0.5m
12._ Cálculo de temperatura de superficie (Tf)
Tf=Tv-0.75∆T=109°C-0.7529°C=87.25°C∆T=Tv-Tsup=109°C-80°C=29°C
Tsup=Tv+t22=109°C+51°C2=80°C
13._ Cálculo de la desviación porcentual (%D) de los coeficiente experimentales
%D=Uteo-UexpUteox100
%D=463.065Kcalm2h°C-1777.56Kcalm2h°C463.065Kcalm2h°Cx100=283.87%

“Cálculos (Intercambiador de calor de serpentin)”
Gv=16lmin*1m31000l*60min1hr=0.96m3h
1._ Cálculo del gasto masa de agua
Gma=Gv*ρa
Gma=0.96m3h*998Kgm3=958.08Kgh
2._ Cálculo del gasto masa delcondensado
Gmvc=Gvvc*ρa
Gmvc=0.0371m3h*998Kgm3=37.03Kgh
3._ Cálculo del gasto volumétrico del condensado
Gvvc=π4*D2*∆Zθ
Gvvc=π4*(0.285m)2*0.097m0.1667h=0.0371m3h
Θ=10min*1h60min=0.1667h
4._ Cálculo del calor generado o absorbido por el agua
Qa=Gma*Cp*(t2-t1)
Qa=958.08Kgh*0.9988KcalKg°C*46°C-20°C=24880.1879Kcalh
5._ Cálculo del calor cedido
Qv=Gmvc*λQv=37.03Kgh*536.64KcalKg=19871.7792Kcalh
6._ Cálculo de la eficiencia térmica del equipo
ƞ=QaQv*100
ƞ=24880.1879Kcalh19871.7792Kcalh*100=125.2%
7._ Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor experimental
Uexp=QaA*∆T
Uexp=24880.1879Kcalh0.516m2*51°C=945.44Kcalm2h°C
8._Cálculo de la diferencia de temperatura
Si el mezclado es homogéneo la temperatura promedio Tm del agua del intercambiador es igual a latemperatura del agua a la salida (T2) por lo que:
∆T=TV-Tm
∆T=105°C-54°C=51°C
9._ Cálculo del coefiente global de transferencia de calor teórico
Uteo=1dehidi+edeKdm+1he
Uteo=1(0.0159m)14946.05Kcalhm2°C(0.0134m)+0.00125m(0.0159m)96Kcalhm°C(0.01465m)+11200.46Kcalhm2°C=1079.29Kcalm2h°C
de=0.0159m di=0.0134m e=0.00125m k=96Kcalhm°C dm=0.01465m
10._ Cálculo de los coeficientes de película...