Intercambiador de calor de superficie extendida

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
INGENIERIA QUIMICA PETROLERA
LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Práctica:
Intercambiador de calor de superficie extendida
PROFESOR:
Joaquina Orea Lara
ALUMNOS:
ORTEGA CORONA RICARDO
RESENDIZ MARTINEZ LEONARDO
REYES BLANCAS CARLOS SEBASTIAN
REYES SANCHEZ JONATHAN
GRUPO:
3PM51

ÍndicePortada
Objetivos
Teoría
Instrucciones de uso
Material y equipo a utilizar
Datos experimentales
Cálculos
Conclusiones



OBJETIVOS:
A) Conceptuales
1.- Conocer los principios que rigen el intercambio de calor en superficies extendidas
2.- Evaluar el coeficiente global de transferencia de calor en un intercambiador de calor en tubo aletado, con aletas del tipo longitudinal, a partirde los coeficientes individuales y compararlo con el teórico.
3.- Evaluar la eficiencia de las aletas mediante datos experimentales
4.-Evaluar el factor de incrustamiento real del equipo
B) Procedimentales
1.- Realizar el diagrama de flujo del equipo de intercambio térmico de aletas extendidas
2.-Levar a cabo el intercambio de calor entre el flujo de agua y el flujo de aire por medio delintercambiador de calor a condiciones constantes.
C) Actitudinales
1.-Fomentar la participación activa del alumno en forma colaborativa del trabajo en equipo
2.- Potenciar las habilidades de recopilación de información bibliográfica y el análisis de la misma.





Teoría
Se llama superficie extendida al acoplamiento de piezas metálicas o aletas sobre la superficie ordinaria de trasferenciade calor en equipos de intercambio térmico, este acoplamiento aumenta el área disponible para la transferencia de calor, lo que representa un incremento en la cantidad de calor trasferido con respecto de un intercambiador sin este tipo de acoplamiento, esto es claramente evidente principalmente en equipos que trabajan con fluidos con bajo coeficiente de película, mientras que ara equipos quemanejan fluidos con coeficientes de película relativamente altos el incremento de la cantidad de calor trasferido será bajo en comparación con equipos sin extensión de superficie. A este tipo de equipos se les suele denominar como equipo de intercambio térmico de área extendida o de tubos aletados.
Este tipo de intercambiadores siguen los mismos principios de transferencia de calor que utilizacualquier otro pero su trato matemático debe ser diferente debido a que la transferencia de calor no solo se lleva a cabo en la pared del tubo sino que también se hace a través de las aletas. Para que esto pueda suceder las temperaturas en cualquier punto de la aleta debe ser diferente a la temperatura del fluido con el que este en contacto y a la temperatura de la superficie del tubo al que se encuentrasujeto; ya sea menor a la de la superficie del tubo y mayor a la del fluido o viceversa dependiendo si se trata de un calentamiento o enfriamiento; estas diferencias de temperaturas son las que permiten la trasferencia de calor tanto a través de las aletas como a través del tubo, como se observa en la figura 1. Se pueden notar que la cantidad de calor que se trasfiere por aletas es menor que laque se pueda trasferir por la parte del tubo ya que la diferencia de temperatura que hay entre el fluido y la parte del tubo es mayor que la diferencia de aletas al paso del calor y el tipo de unión que tengan estas con la parte del tubo ya sea soldada o insertada.
Así mismo las aletas también pueden disminuir la turbulencia del fluido con el que interactúan ( dependiendo del arreglo y tipo dealeta), lo que reduce la convección de calor en el fluido y por tanto reduce la cantidad de calor transmitida. A causa de estas limitaciones el uso de aletas suele ser solo en los casos en que la cantidad de calor que se trasmite por área de la aleta es grande en comparación con el que se trasmite por la parte del tubo al que se encuentran sujetas, este acercamiento en las cantidades de calor...