Diseño intercambiador de Calor tubo y coraza

DISEÑO DE SISTEMA DE TERMOFLUIDOS



DISEÑO DE INTERCAMBIADOR DE CALOR
(CORAZA Y TUBOS Y FLUJO CRUZADO)



CARLOS ALFONSO RADA ARIZA



ING. ANTONIO BULA




FUNDACIONUNIVERSIDAD DEL NORTE
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA
AREA DE ENERGIAS
BARRANQUILLA

REQUERIMIENTOS DEL PROCESO
Se requiere llevar a cabo un proceso de calentamiento de agua por medio de larecuperación de gases calientes. La cantidad de agua a calentar es de 4 lt/s, la cual llega a 30°C y debe salir a 80°C. Para el calentamiento se utilizarán gases provenientes de una caldera, los cualesllegan a 200°C. Para el diseño se debe tener en cuenta el factor de ensuciamiento interno y externo.
Diseñe un intercambiador de calor de flujo cruzado.
Diseñe un intercambiador de coraza y tubo.Calcule la caída de presión para los gases y el agua para cada uno de los intercambiadores.
Calcule la potencia que se debe suministrar para vencer las pérdidas generadas por la caída de presión.
Paraesto, deberá determinar primero el modo de transferencia de calor con el fin de calcular los coeficientes de transferencia de calor y la transferencia de calor por conducción.
DESARROLLOPrimeramente asumimos una temperatura de salida menor y que se encuentre de manera lógica dentro de un rango de salida. En este caso asumimos principalmente una temperatura Th2=100°C
Intercambiador de CalorTh1
200
Th2
100
Tc1
30
Tc2
80

Luego obtenemos las propiedades principales de los fluidos que se encuentran en contacto.
Propiedades agua T=25°
Aire T=50°C
Cp
4180
V
15
K0,607
M punto
8,276981
Pr
6,14
ρ
1,092
µ
8,91E-04
cp
1007
ρ
997
k
0,02735
v
1,5
µ
1,06E-05
flujo
4,00E-03
Pr
0,7228
D
0,05826925
Re
89788,36
Re
97802,09



Luego deobtener las propiedades principales encontramos la cantidad de tubos que se necesitan en el intercambiador utilizando el diámetro de un intercambiador que se encuentra en alguno de los catálogos...