Condensadores

Ecuaciones de condensadores:
Una clasificación amplia de los condensadores es la siguiente:
a) Condensadores de mezcla:
a.1) Condensadores de chorro
a.2) Condensadores barométricos
b) Condensadores de superficie:
b.1) Condensadores de equicorriente
b.2) Condensadores de contracorriente
b.3) Condensadores de flujo cruzadoTransmisión de calor en el condensador:
El estudio de la transmisión de calor es de la mayor importancia para un proyecto racional de los condensadores. El calor pasa de la corriente de vapor que se condensa, a una temperatura parcialmente constante, (exceptuando pequeñas diferencias en el interior del condensador), a través de la pared del tubo, hasta el agua de refrigeración. La resistenciaque se opone a la transmisión de calor se complica por las películas del vapor que se está condensando, que se forman en la parte exterior del tubo, y por las posibles incrustaciones debidas al agua del interior.
Reynolds y Osborne demostraron que los fluidos al avanzar por el interior de los tubos lo hacen en forma de corriente laminar o turbulenta, y que depende del valor de la siguienteexpresión, llamada número de Reynolds:
[pic] Ec 1.0

D = Diámetro interno del tubo, (m)
C = Velocidad del fluido, ([pic])
( = Densidad del fluido en, ([pic])
( = Viscosidad del fluido, ( [pic])
El límite superior del índice de Reynolds para corriente laminar se halla comprendido entre 2000 y 2100. En el condensador moderno, el agua circula en corriente turbulenta a una velocidad de 1 a3 [pic].
El gradiente de temperatura a través de la superficie total del condensador, si pudiéramos medir la temperatura del agua de circulación en puntos intermedios, desde la entrada hasta la salida, vendría representado en la figura1.
[pic]

Si investigamos la transmisión de calor a través de una pequeña porción de tubo AA, en contrariamos un salto de temperaturas compuesto por lo menosde cuatro partes:
[pic]

Estos ‘saltos’ de temperatura son debidos a las siguientes resistencias de trasmisión de calor:
1) Resistencia de la película de vapor
2) Resistencia del tubo
3) Resistencia de la película de agua
4) Incrustaciones del interior del tubo
Todos estos factores contribuyen a la caída total de la temperatura.
Para determinar la resistencia total ala transmisión de calor hay que considerar cada una de las resistencias parciales:
Rt = R1+R2+R3

R1=[pic] R2=[pic] R3=[pic]

Rt = [pic]+[pic]+[pic]
En cada metro cuadrado de la pared compuesta, perpendicular a la dirección de corriente, se verifica:
S1=[pic] S2=[pic]
Rt =[pic]
Tomando como unidad S1=1, elcoeficiente de transmisión de calor U, será el inverso de R:
U = [pic]= [pic] Ec 1.1
l1,l2,l3 = longitudes de las trayectorias del calor a través de la película de vapor, material del tubo y película de agua.
K1,K2,k3 = coeficientes de conductibilidad térmica de la película de vapor del material del tubo y de la película de agua.
S1,S2,S3 = superficies de la película de vapor,pared del tubo y película de agua.
R1,R2,R3 = resistencias al paso de la corriente de calor opuestas por la película de vapor, el tubo y película de agua.
De = diámetro exterior del tubo.
Di = diámetro interior del tubo.

El coeficiente de transmisión de calor U también puede estar expresado de la siguiente manera:
U = [pic] Ec 1.2
U = Coeficiente detransmisión de calor [pic]
(t = Coeficiente de conducción del tubo [pic]
(1 = Coeficiente de convección en el lado del agua [pic]
(2 = Coeficiente de convección en el lado del vapor [pic]

Cantidad de calor transmitido:
Qtrans= [pic] Ec 1.3
A = área en m2.
tml= temperatura media logarítmica
Puesto que la temperatura del agua, desde la entrada a la salida, no varía según una...