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Ecuaciones básicas en un intercambiador de calor




Coeficiente de transferencia de calor total
Consideremos la situación en la que el calor se transfiere del lado interior de un fluido, através de un film sucio, a través de la pared del tubo, a través de otro film de fouling al fluido exterior a una To. Ai y Ao son respectivamente las áreas de superficie interior o exterior paratransferencia de calor para una longitud dada de tubería. Para un tubo cilíndrico desnudo o plano:


La tasa de transferencia de calor entre el fluido en el interior del tubo y la superficie del interiordel film de suciedad viene dado por una ecuación en la forma:



Donde el área es Ai y similarmente para el proceso convectivo exterior donde el área es Ao. Los valores de hi y ho tienen que sercalculados con las correlaciones apropiadas.

En la mayoría de las superficies de intercambiador de calor real en servicio actual, se desarrollará antes o después un film o depósito de sedimento,escala, crecimiento orgánico, etc. Algunos fluidos tales como el aire o gas natural licuado están usualmente lo bastante limpios  como para que el fouling esté ausente. La transferencia de calor a travésde estos films es preferentemente por conducción, pero el diseñador raramente sabe lo bastante sobre espesor o conductividad térmica del film para tratar la resistencia de transferencia de calor comoun problema de conducción. El diseñador estimará de tablas estandarizadas o a partir de la experiencia un factor de fouling Rf. Rfse define en términos de flujo de calor Q/A y la diferencia detemperatura a través del fouling ∆Tf por la ecuación:



De la ecuación anterior está claro que Rf es equivalente a un coeficiente de transferencia de calor para el fouling, hf.

y en muchos, elfouling es considerado por un “coeficiente de transferencia de calor de fouling”, que es todavía una cantidad estimada. El efecto de incluir esta resistencia adicional es proporcionar un intercambiador...