Trabajo Termodinámica II






Trabajo Termodinámica II
“Intercambiadores de Calor”


















Índice

Introducción 3
Intercambiador de calor 4
Clasificación de los intercambiadores 5-6
Cálculos básicos de Diseño 7-8
Coeficiente global de transmisión 9-10
Diferencia Media Logarítmica 11-12
Caracterización de flujos 13
Factor decorrección e intercambiador de múltiples pasos 14
Método de eficiencia NTU 15-16-17
Factor de obstrucción y diseño de intercambiadores de aletas 18
Fichas técnicas 19-20-21
Conclusión 22
Webgrafía 23


















1. Introducción

Les daremos a conocer diversos temas relacionados con lo intercambiadores de calor, ya sea los diversoscálculos que inciden el diseño de éste, como diversos factores que se tienen que aplicar al momento de calcularlos, tambien hablaremos de su clasificacion según servicio y configuración y como se comportan los flujos en el interior del intercambiador.
Pero antes de comenzar cabe destacar las partes de un intercambiador.













2. Intercambiador de calor
Es un equipo, cuyo fin esel intercambiar calor entre dos corrientes, cambiando la entalpía de una.
Los intercambiadores de calor son parte esencial de los calefactores, aires acondicionados, etc. Estos equipos por lo general no contienen partes móviles, aunque existen excepciones, tales como los generadores.
Un ejemplo de intercambiador de calor es el radiador el cual enfría el fluido calentado por el motor, reduciendola temperatura del mismo.


















3. Clasificación de los intercambiadores.
Los intercambiadores de calor se pueden clasificar de dos formas, según servicio y configuración.
3.1 Servicio
Refrigerador, utiliza un refrigerante para enfriar un fluido.
Condensador, estos contienen una carcasa y un tubo, los cuales se usan para la condensación de vapores de desechos.Enfriador, unidad donde una corriente de proceso intercambia calor con agua o aire sin cambio de fase.
Calentador, aumenta la entalpía de una corriente sin cambio de fase.
Rehervidor, un vaporizador que provee de calor latente de vaporización.
Generadores de vapor, las calderas.
Sobrecalentador, calienta el vapor por encima de la temperatura de saturación.
Vaporizador, convierte el liquido envapor.
3.2 Configuración
Intercambiador de doble tubo, se compone de uno o mas tubos en forma de U, dentro de otro tubo, que hace la función de carcaza. Los tubos soportan presiones de 16500 KPa en el lado de la carcasa y en el lado del tubo 1034500 KPa. Estos intercambiadores son para áreas menores a 30 .





Intercambiador de carcaza y tubo, consiste en tener varios tubos encerrados enun cilindro llamado carcaza u/o coraza.




Intercambiador de calor de platos, son una serie de placas finas con relieve que separan los fluidos.








Intercambiador de calor de flujo cruzado se clasifica en mezclado (uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones) y en no mezclado, donde se disponen de unas placas para guiar el flujo de unode los fluidos.



Flujo Mezclado


Flujo No Mezclado


4. Cálculos básicos de diseño

Para comenzar a calcular un intercambiador de calor, debemos tener unos datos primeros, por ejemplo

Fluido 1 (Caliente) : W1, Cp1, T1i, T10
Fluido 2 (Frío) : W2, Cp2, T2i, T20
U0 (U1)
Configuración

Con los datos anteriores podremos encontrar el A0 o A1
4.1 Paso 1
Se deben plantearlas dos ecuaciones de equilibrio térmico
Ec 1. Ec 2.
4.2 Paso 2
Para continuar desarrollando el diseño, se debe efectuar la ecuación general de de paso de calor.
Ec 3.
Despejamos A0

Se debe aplicar el mismo procedimiento a Ai

4.3 Paso 3
Se deben realizar los diagramas de distribución de T° y calcular ΔTlog

4.4 Paso 4
Para continuar calcularemos R y P





4.5...