practica lab iii

Intercambiadores de calor

El proceso de intercambio de calor entre dos fluidos que están a diferentes
temperaturas y separados por una pared sólida se realiza en dispositivos denominados intercambiadores de calor. Estos procesos se dan en muchas aplicaciones de ingeniería.
Los intercambiadores de calor son muy usados en refrigeración, aire acondicionado, calefacción, producción de energía,y procesamiento químico. Un ejemplo básico de un cambiador de calor es el radiador de un automóvil, en el que el líquido de radiador caliente es enfriado por el flujo de aire sobre la superficie del radiador. Se verán los principios de transferencia de calor necesarios para diseñar y/o evaluar el funcionamiento de un intercambiador de calor.
Los intercambiadores de calor se pueden clasificarsegún:
1‐ Arreglo del flujo
Flujo paralelo
Contraflujo
Flujo cruzado

Doble tubo
Esta conformado por dos tubos concéntricos, dos tes conectoras ,un cabezal de retorno y un codo en U. La tubería interior se soporta en la exterior mediante esto peros y el fluido entra al tubo interior através de una conexión roscada localizada en la parte externa del intercambiador. Las tes tienen boquillas oconexiones roscadas que permiten la entrada ysalida del fluido del anulo que cruza de una seccióna otra através delcabezal deretorno .La tubería interior seconecta mediante unaconexión en Uque está generalmente expuesta yqueno proporciona superficie de transferencia decalor. Cuando se arregla en dos pasos, se llama horquilla.

Tubos y corazaEnestetipodeintercambiador,unodelosfluidoscirculaporelinteriordelostubos,mientrasqueelotrofluidoseveforzadoacircularentrelacarcasayla-
parteexteriordelostubos.CuandolastemperaturasTCdelfluidodelladocalienteyTFdelfluidod-
elladofríosonvariablesdeunpuntoaotro,amedidaqueelcalorvapasandodelfluidomáscalientealmásfrío,lavelocidaddeintercambiotérmicoentrelosfluidostambiénvariaráalolargodelintercambiadorporquesuvalordepende,encadasección,deladiferenciadetemperaturasentrelosfluidoscalienteyfrío.



Intercambiadores de calor
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El coeficiente global de transferencia de calor
Los resultados anteriores sólo se aplican a superficies sin aletas. Además, durante el funcionamiento normal de un intercambiador de calor, a menudo las superficies a diversos factores que se deben tener en cuenta: obstrucciones por impurezas,
aparición de moho, u otrasreacciones entre el fluido y el material de la pared. Un factor de particular importancia es la formación de una película sobre la
superficie de la pared, lo que puede aumentar mucho la resistencia a la transferencia de calor entre fluidos. Este efecto se trata mediante una resistencia adicional, denominada factor de impureza, Rf. Su valor depende de la temperatura de operación, velocidad delfluido y tiempo de servicio del intercambiador de calor entre otras variables. Además, a menudo se agregan aletas a superficies expuestas a alguno o ambos fluidos, de manera que al aumentar la superficie, reducen la resistencia a la transferencia de calor (es decir, aumenta la transferencia). En definitiva, con la inclusión de impurezas en la superficie y los efectos de aletas, el coeficiente global sepuede expresar como:





Coeficientes totales de transferencia de calor. Los tubos concéntricos de las Figs. 5.1 y 5.2 llevan juntas dos corrientes, cada una teniendo un coeficiente de película particular y cuyas temperaturas varían de la entrada a la salida. Por conveniencia, el método para calcular la diferencia de temperatura entre los dos, deberá emplear únicamente las temperaturas deproceso, ya que generalmente son las únicas conocidas. Para establecer las diferencias de temperaturas en esta forma entre una temperatura general T del fluido caliente y alguna otra temperatura t del fluido frío, es necesario hacerestimaciones también para todas las resistencias entre las dos temperaturas. En el caso de dos tubos concéntricos, siendo el interior muy delgado, las resistencias...