Transferencia de calor

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Resumen
El siguiente informe busca mostrar los resultados del análisis de laboratorio realizado en intercambiador de calor de placas usando dos configuraciones de flujo, flujo cruzado y flujo paralelo. Para ambas condiciones de flujo se realizaran dos pruebas con dos temperaturas diferentes de control. Los datos a medir en laboratorio son las temperaturas de entrada y salida, y los caudalestanto del fluido frio como del caliente. Como conclusión de este se podrá ver que los intercambiadores de calor de flujo cruzado tienen una efectividad mayor que los de flujo paralelo.
Introducción
El objetivo principal de este laboratorio es evaluar la efectividad de las diferentes configuraciones de flujo del intercambiador de calor de placas, para así poder hacer una comparación cuantitativa quenos muestre cual procedimiento tiene una mayor efectividad. La importancia radica en conocer cuáles son los parámetros de uso más adecuados de este intercambiador de calor, debido a su versatilidad, este puede ser usado de diversas formas y es importante cual es la forma más eficiente de utilizarlo.
Para el cálculo de la efectividad de los intercambiadores de calor se ha definido previamente unaexpresión que relaciona la transferencia de calor real del intercambiador de calor con la máxima rata de transferencia de calor que se podría esperar.
ε=mHCpHTHe-THsmCpminTHe-TCe
ṁH: Flujo másico del fluido caliente
CpH: Calor especifico a presión constante del fluido caliente
THe: Temperatura del fluido caliente a la entrada
THs: Temperatura del fluido caliente a la salida
TCe: Temperaturadel fluido frio a la entrada
Equipos y Procedimiento Experimental
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Preguntas del Problema
1. Calcular la efectividad del Intercambiador de Calor de Placas para las cuatro configuraciones realizadas en la prueba de Laboratorio ¿A que se deben las variaciones en la efectividad del intercambiador de calor?

a) Flujo Contracorriente. Temperatura de Control 67°C
THe=65.1°CTCe=14.6°C
THs=48.8°C TCs=25.7°C
QH=13.13869 lit/min Qc=14 lit/min
THPromedio=56.95°C TCPromedio=20.25°C
ρHPromedio=984.8 kg/m3 ρCPromedio=998.1 kg/m3
CpH=4185 J/kgK CpC=4182.5 J/kgK
ṁH=13.13869 lit/min(m3/1000lit)(984.8 kg/m3)(min/60seg)=0.21kg/s
ṁC=14 lit/min(m3/1000lit)(998.1 kg/m3)(min/60seg)=0.23kg/s
CH=(0.21kg/s)(4185 J/kgK)=878.85 J/sK
CC=(0.23kg/s)(4182.5J/kgK)=961.975 J/sK
ε=878.85J/sK65.1-48.8°C878.85J/sK65.1-14.6°C=0.32
Las densidades fueron tomadas a partir de tablas consultadas en la internet (Universidad Complutense de Madrid, 2011) y los calores específicos a presión constante fueron tomados de la grafica brindada en la guía de laboratorio.

b) Flujo Contracorriente. Temperatura de Control 80.3°C
THe=80.1°C TCe=16.5°C
THs=57.5°C TCs=33°CQH=13.84615 lit/min Qc=14 lit/min
THPromedio=68.8°C TCPromedio=24.75°C
ρHPromedio=978.4 kg/m3 ρCPromedio=997.2 kg/m3
CpH=4190 J/kgK CpC=4180 J/kgK
ṁH=13.84615 lit/min(m3/1000lit)(978.4 kg/m3)(min/60seg)=0.226kg/s
ṁC=14 lit/min(m3/1000lit)(997.2 kg/m3)(min/60seg)=0.233kg/s
CH=(0.226kg/s)(4190 J/kgK)=946.94 J/sK
CC=(0.233kg/s)(4180 J/kgK)=973.94 J/sKε=946.94J/sK80.1-57.5°C946.94J/sK80.1-16.5°C=0.35

c) Flujo Paralelo. Temperatura de Control 65.3°C
THe=65.3°C TCe=18.7°C
THs=53.3°C TCs=22.2°C
QH=15.20737 lit/min Qc=13.8 lit/min
THPromedio=59.3°C TCPromedio=20.45°C
ρHPromedio=983.5 kg/m3 ρCPromedio=998 kg/m3
CpH=4185.5 J/kgK CpC=4182 J/kgK
ṁH=15.20737lit/min(m3/1000lit)(983.5 kg/m3)(min/60seg)=0.25kg/s
ṁC=13.8 lit/min(m3/1000lit)(998kg/m3)(min/60seg)=0.23kg/s
CH=(0.25kg/s)(4185.5 J/kgK)=1046.375 J/sK
CC=(0.23kg/s)(4182 J/kgK)=961.86 J/sK
ε=1046.375J/sK65.3-53.3°C961.86J/sK65.3-18.7°C=0.28

d) Flujo Paralelo. Temperatura de Control 81.1°C
THe=80°C TCe=18.8°C
THs=63.6°C TCs=23.4°C
QH=15.38462 lit/min Qc=14 lit/min
THPromedio=71.8°C TCPromedio=20.6°C
ρHPromedio=976.75 kg/m3 ρCPromedio=998 kg/m3
CpH=4192...
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