Intercambiador de flujo cruzado

DETERMINACION DE LOS PERFILES DE VELOCIDAD Y TEMPERATURA EN UN INTERCAMBIADOR DE FLUJO CRUZADO RESUMEN Los intercambiadores de calor de flujo cruzado son ampliamente utilizados en la industria, por lo que el estudio de los perfiles de velocidad y temperatura del fluido que pasa por estos representa un tema de gran importancia, para esto se realizo una práctica donde se utilizo un intercambiadorde calor con un arreglo de tubos, y un tubo Pitot para la medición de las presiones antes del banco de tubos obteniendo un perfil de velocidad constante y después del banco de tubos se determino que dicho perfil tiene una forma sinusoidal , también se uso un cilindro de cobre precalentado a 60 C para la medición de la variación de temperatura con respecto al tiempo en una configuración triangulary una configuración cuadrada de la barra de cobre, de esta forma en el primer arreglo ocurre una mayor transferencia de calor, finalmente se obtuvieron así tendencias reales para la simulación de intercambiador de calor de flujo cruzado en el laboratorio. INTRODUCCIÓN El proceso de intercambio de calor entre dos fluidos que están a diferentes temperaturas y separados por una pared sólida, ocurreen muchas aplicaciones de ingeniería. El dispositivo que se utiliza para llevar a cabo este intercambio se denomina intercambiador de calor, y las aplicaciones específicas se pueden encontrar en calefacción de locales y acondicionamiento de aire, producción de potencia, recuperación de calor de desecho, en algunos procedimientos químicos y también en la industria petrolera para los procedimientosde calentamiento de crudo en procesos de destilación, entre otros [2]. Dada la importancia que tienen las actividades de transferencia de calor en la industria actualmente, el presente documento se realizó con el propósito de estudiar el perfil de velocidades del aire antes y después del banco de tubos y relacionar el coeficiente convectivo de transferencia de calor (h) con la posición de la barrade cobre dentro de un banco de tubos, para diferentes números de Reynolds (Re). Dicho análisis se realizó mediante la utilización del equipo mostrado en el Figura 4. Posteriormente con la realización del procedimiento experimental, la recolección de los datos experimentales y los cálculos pertinentes se logró graficar los perfiles de temperatura para diferentes posiciones de la barra de cobre a uncaudal determinado, graficar los perfiles de temperatura fijando la posición de la barra de cobre dentro del banco de tubos, graficar los perfiles de velocidad antes y después del banco de tubos, el coeficiente de transferencia de calor (h) para los casos estudiados y obtener una relación del número de Nusselt en función del número de Reynolds. FUNDAMENTOS TEÓRICOS Un intercambiador de calor esun dispositivo que efectúa la transferencia de calor de un fluido caliente a uno frío. Para lograr esta transferencia, los fluidos pueden mezclarse directamente o estar separados uno del otro por una pared a través de la cual fluye el calor [1]. Los intercambiadores de calor normalmente se clasifican de acuerdo con el arreglo de flujo y tipo de construcción. El intercambiador más simple es aquel enque los fluidos calientes y fríos se mueven en la misma dirección o en direcciones opuestas en una construcción de tubos concéntricos (o doble tubo). En el arreglo de flujo paralelo, los fluidos calientes y fríos entran por el mismo extremo, fluyen en la misma dirección y salen por el mismo extremo. En el arreglo de contraflujo los fluidos entran por extremos opuestos, fluyen en direccionesopuestas, y salen por extremos opuestos [2]. De manera alternativa, los fluidos se pueden mover en flujo cruzado (perpendiculares entre sí), (ver Figura 1) ejemplificado en intercambiadores de calor tubulares con aletas y sin aletas. Las dos configuraciones difieren según el fluido que se mueve sobre los tubos este mezclado o no mezclado. Se dice que el fluido no está mezclado cuando las aletas...