Flujo cruzado

Universidad Simón Bolívar
Laboratorio de Fenómenos de Transporte II – TF-3282

TRANSFERENCIA DE MASA SÓLIDO-LÍQUIDO EN TANQUES AGITADOS
Alejandro Gutierrez, Stephany Morales, Miguel Silva, Carla Trujillo
Dirigido por Prof. Onelys Sereno.
Departamento de Termodinámica y Fenómenos de Transferencia
RESUMEN
Un intercambiador de flujo cruzado es un equipo en el que dos corrientes a distintastemperaturas fluyen sin
mezclarse de manera perpendicular entre sí. En esta práctica se relacionó el coeficiente convectivo de transferencia
de calor con la posición de una barra de cobre dentro del banco de tubos variando el caudal, para así estudiar el
perfil de velocidades y temperaturas en el intercambiador. Se midieron las presiones con el tubo Pitot a la entrada
y salida del banco de tubo adiferentes posiciones para obtener el perfil de velocidad; se evaluó la rapidez de
enfriamiento de la barra de cobre a partir del perfil de temperatura en el tiempo manteniendo el caudal fijo y
variando la posición de la barra; y manteniendo la posición fija y variando el caudal del aire. Se pudo concluir que
el perfil de velocidad es prácticamente lineal con respecto a la temperatura y que latransferencia de calor aumenta
al aumentar el caudal.

INTRODUCCIÓN
Un intercambiador de calor es uno de los equipos industriales
más utilizados, es un equipo en el que dos corrientes a distintas
temperaturas fluyen sin mezclarse con el objeto de enfriar o
calentar una de ellas. Casi todas las industrias poseen un
intercambiador de calor debido a que la operación de
enfriamiento o calentamiento es necesariaen todo proceso que
maneje energía. Entre las aplicaciones más comunes se encuentra
el calentamiento, la ventilación, los sistemas de
acondicionamiento de espacios, los radiadores en máquinas de
combustión interna, las calderas, los condensadores, y pre
calentadores o enfriamiento de fluidos. (Bermúdez, 2000)
Los intercambiadores normalmente se clasifican de acuerdo
con el arreglo del flujo y eltipo de construcción. En base al
arreglo de flujo se dividen en: flujo paralelo, en el cual los fluidos
caliente y frío entran por el mismo extremo, fluyen en la misma
dirección y salen por el mismo extremo; flujo cruzado en el cual
los flujos se introducen de manera perpendicular entre sí;
también se encuentran los intercambiadores de un solo paso,
múltiples pasos, los regenerativos y los noregenerativo.
El intercambiador utilizado en esta práctica es el de flujo
cruzado el cual es utilizado generalmente en el intercambio
líquido-gas, uno de los fluidos fluye de manera perpendicular al
otro fluido, es decir, uno de los fluidos pasa a través de tubos
mientras que el otro pasa alrededor de dichos tubos formando un
ángulo de 90. Los intercambiadores de flujo cruzado son
comúnmente usadosdonde uno de los fluidos presenta cambio
de fase y por tanto se tiene un fluido pasado por el intercambiador
en dos fases. Entre sus aplicaciones se encuentran la calefacción,
ventilación, aire acondicionado y como radiador del motor de un
vehículo. A nivel industrial se utiliza en los sistemas de
condensación de vapor, donde el vapor exhausto que sale de una
turbina entra como flujo externo a lacarcasa del condensador y
el agua fría que fluye por los tubos absorbe el calor del vapor y
éste se condensa y forma agua líquida. Se pueden condensar

grandes volúmenes de vapor de agua al utiliza este tipo de
intercambiador de calor. (Jaramillo, 2007)
El objetivo de esta práctica fue estudiar el perfil de
velocidades del aire antes y después del banco de tubos, además
de relacionar el coeficienteconvectivo de transferencia de calor
con la posición de la barra de cobre dentro del banco de tubos,
para diferentes números de Reynolds.

MARCO TEÓRICO
Un intercambiador de calor es un dispositivo que permite la
transferencia de calor de un fluido más caliente a otro menos
caliente. La transmisión de calor en estos aparatos es
básicamente por conducción y por convección (Castro, 2005).
Se han...