Intercambiador De Calor

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
INGENIERÍA MECÁNICA
Proyecto Final
Transferencia de Calor
INTEGRANTES:
Saul Bernal 4-747-1618
Raul Lara 4-746-2280
Josue Hernandez 8-842-543

Diseño de un intercambiador de calor

1. Definición de la aplicación:
En esta etapa cada equipo debe identificar la aplicación para la cual se diseñará el intercambiador decalor. Las siguientes metas se deben lograr:
a. Selección de la aplicación.
Fan coil
b. Identificación de los fluidos involucrados en el proceso. Se debe determinar que fluido fluye internamente y cual externamente.
Agua: fluye internamente
Aire: Externamente.
c. Establecimiento de los materiales y velocidades estándares sugeridas para estos tipos de materiales.
Agua: Tuberías decobre.
Caudal de agua 0,13 l/s
Capacidad Calorífica (4 Tubos) 5,32 KW
Pérdida de carga kPa 29
d. Límites de 1 m^3
Dimensiones del intercambiador= 25cmx20cmx50cm

2. Balance de energía a través del volumen de control:
Una vez terminada la primera etapa se debe proceder a determinar los flujos de masa de cada fluido y sus temperaturas de entra y salida de acuerdo a la aplicaciónrequerida. Esta etapa debe incluir la evaluación de las propiedades termo-físicas de los fluidos involucrados en el proceso. Al final de esta etapa se debe haber determinado:
a. Propiedades termo-físicas de los fluidos cp, k, µ, ρ.
Propiedades del agua
Cp=4.1999 J/kg K k=0.5756W/m K, µ = 0.001398 kg/ m seg , ρ=1000 kg/m3
Propiedades del aire
Cp=1.004 J/kg K , k= 0.0248 W/m, µ=0.00001804 kg/ m seg, ρ= 1.223 kg/m3
b. Flujo de masa de cada fluido (basado en las velocidades sugeridas y diámetros comerciales de los materiales identificados).
Flujo de masa de aire = 0.1528 kg/s
Flujo de masa de agua=0.13 kg/s

c. Temperatura de entrada y salida de cada fluido.
Temperatura del agua
Ti=5C0 Ts=10.34C0
Temperatura del aire
Ti=25C0 Ts=6C0
d. Razón de flujo de calortransferido de un fluido a otro.
Q=2.916KW

3. Selección de tipo de intercambiador y determinación del coeficiente global de transferencia de calor

a. Se debe seleccionar el tipo de intercambiador
Flujo cruzado.
b. De acuerdo con el tiempo de intercambiador seleccionado se debe determinar el coeficiente de transferencia de calor por convección para cada uno de los flujos yfluidos.
Hagua=10883W/m2 C0, Haire= 32.27 W/m2 C0
c. Se debe determinar Las resistencias térmicas de convección conducción, incrustación y de aletas si estas se van a utilizar.
Rconveccion=0.003774 C0/W, Rcobre=0.00008226 C0/W, Rconveccion=0.003069 C0/W, Rincrustacion= 0.008214C0/W

d. Se debe determinar el coeficiente global de transferencia de calor UA por unidad de longitud de tubo.Coeficiente global de transferencia de calor= 764.3W/m2 C0
e. De acuerdo al tipo de intercambiador de calor seleccionado se debe calcular la diferencia de temperatura media logarítmica LMTD
Tml=3.815C0
f. Con el calor determinado en la etapa 2, calcular la longitud de tubo requerida utilizando el método de la LMTD.
Longitud de tubo= 11.57m
g. Evalúe la efectividad del intercambiador decalor y asegúrese que sea mayor a 93%.
La efectividad tomamos 95%.
4. Cálculos de perdidas por ficción y accesorios (desarrollar en las últimas dos semanas el semestre).
a) Determine las pérdidas de carga mecánica por fricción y accesorios en el flujo interno.
Agua
Perdida de carga total 42.2m
Aire
Despreciamos las perdidas en el lado del aire
b) De acuerdo a estas pérdidas yel tipo del fluido, seleccione el equipo de transferencia de potencia requerido (e.g. bomba)
c) Repita los pasos ay b para el flujo externo.
5. Elaboración de dibujos técnicos y especificaciones del intercambiador de calor (a desarrollar en las últimas dos semanas del semestre).

Bomba elegida

Esquemático Del Intercambiador de Calor

Software EES

Tinair=25...