Dinamica

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
INGENIERÍA MECATRÓNICA

DINÁMICA

COMO DETERMINAR LA RAPIDEZ DEL FLUJO DE CALOR EN LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR

Víctor Jiménez
victor-jimenez1991@hotmail.com


RESUMEN: Un intercambiador de calor es cualquier dispositivo utilizado para transferir calor de un líquido procesado a otro. En un tipo de intercambiador, los hidrocarburos procesadoscirculan a través de tubos rodeados por aire o agua fría, de forma similar al radiador de un automóvil. Un intercambiador típico es el radiador del motor de un automóvil, en el que el fluido refrigerante, calentado por la acción del motor, se refrigera por la corriente de aire que fluye sobre el y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a circular en el interior del mismo.
.ABSTRACT:
Un intercambiador de calor es cualquier dispositivo utilizado para transferir calor de un líquido procesado a otro. En un tipo de intercambiador, los hidrocarburos procesados circulan a través de tubos rodeados por aire o agua fría, de forma similar al radiador de un automóvil. Un intercambiador típico es el radiador del motor de un automóvil, en el que el fluido refrigerante, calentado porla acción del motor, se refrigera por la corriente de aire que fluye sobre el y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a circular en el interior del mismo.
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PALABRAS CLAVE: FLUJO, RAPIDEZ, CALOR, INTERCAMBIADOR

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo explica como determinar la rapidez del flujo de calor en los intercambiadores de calor, determinando el coeficiente global detransferencia de calor, tomando en cuenta el factor de suciedad así como también veremos los diferentes tipos de intercambiadores, su temperatura media logarítmica, y el análisis de propiedades en los intercambiadores


DESARROLLO

COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR

La temperatura superficial o los flujos de calor no son especificados para los intercambiadores de calor. Estacomplicación es resuelta mediante la utilización del Coeficiente Global de Transferencia de Calor. Este coeficiente es definido en términos de la resistencia térmica total a la transferencia de calor entre dos fluidos. Cuando consideramos fluidos de un intercambiador de calor fluyendo fuera y dentro de un tubo.
De manera que podemos escribir que:
1UOAO=1UiAi=11hOAO+Ln(rO/ri)2πKL+1hiAi
Figura 2.1Fórmula de coeficiente global de transferencia de calor

Donde UO, designa al coeficiente global de transferencia de calor, referido al área externa, y de igual forma, Ui se refiere al coeficiente global de transferencia de calor referido al área interna. Dicha distinción es necesaria, debido a que el área disponible para transferencia de calor no es constante sino se crece cuando se avanzaradialmente.
En la tabla siguiente se muestra valores típicos del coeficiente global de Transferencia de calor, U

Situación Física U [W /m2k]

Combinación de Fluidos | U[Wm2.K] |
Agua con agua | 850 - 1700 |
Agua con aceite | 110 - 350 |
Condensador de vapor (agua en tubos) | 1000 - 6000 |
Condensador de amoníaco (agua en tubos) | 800 - 1400 |
Condensador de alcohol (agua en tubos)| 250 - 700 |
Intercambiador de calor de tubos con aletas | 25 - 50 |

Factores de impureza representativos:

Fluido | Rf'' |
Agua de mar y agua tratada para alimentación de una caldera (por debajo de los 50°) | 0.0001 |
Agua de mar y agua tratada para alimentación de una caldera (por arriba de los 50°) | 0.0002 |
Agua de río (por debajo de 50°) | 0.0002 0.0001 |
Aceite de motor| 0.0009 |
Líquidos refrigerantes | 0.0002 |
Vapor (no aceitoso) | 0.0001 |

FACTOR DE SUCIEDAD

Las superficies de transferencia de calor de un intercambiador de calor pueden llegar a recubrirse con varios depósitos presentes en las corrientes o las superficies pueden corroerse como resultado de la interacción entre los fluidos y el material empleado en la fabricación y diseño del...