Intercambiadores de Calor

Capítulo I. Desarrollo del Proyecto
1.1. Tabla de Datos

Tabla 1.1.1. Volúmenes y tiempos en los tubos y para cada una de las perturbaciones en las corazas de los intercambiadores 1, 3 y 5.


Perturbación
Volumen ± 50 (cm3)
Tiempo ± 0,01 (s)


V1
V2
V3
t1
t2
t3
Tubos
1
1650
1700
1650
2,07
2,25
2,13
Coraza
1
1900
1850
1950
1,98
1,97
2,07

2
1400
1350
14002,00
1,94
2,01

3
1000
1050
1000
2,11
2,24
2,13

4
450
450
400
2,12
2,22
1,82




Tabla 1.1.2. Temperaturas de entrada y salida en los tubos, en la coraza y en el condensador para los intercambiadores 1, 3 y 5.

Intercambiador
Temperatura ± 1 (°C)

Thi
Tho
Tci
Tco
Tec
Tsc
1
47
38
26
37
25
51

46
36
25
37
25
46

48
41
24
40
24
49

47
43
2545
25
48
3
59
38
25
38
25
59

47
37
25
36
25
48

47
38
25
39
24
47

47
44
24
45
25
47
5
59
42
25
37
24
59

48
37
24
35
24
47

46
39
26
36
25
47

49
44
24
42
26
49


Thi = Temperatura de entrada de los tubos
Tho = Temperatura de salida de los tubos
Tci = Temperatura de entrada de la coraza
Tco = Temperatura de salida de la corazaTec = Temperatura de entrada en el condensador
Tsc = Temperatura de salida en el condensador


Capítulo I. Desarrollo del Proyecto
1.2. Muestra de Cálculo

1.- Coeficiente Global de Transferencia de Calor.
1.1.- Cálculo del flujo volumétrico de agua en la coraza y los tubos:
1.1.1.- Modelo matemático:

(1)donde:
Flujo volumétrico del agua en la coraza y los tubos (m3/s).
Volumen en la coraza y en los tubos (m3).
Tiempo (s).


El mismo procedimiento se realiza para los demás valores de y de la Tabla 1.1.1, y los resultados se muestran en las Tablas 2.1.1 y 2.1.2.

1.2.- Cálculo de la temperatura promedio en la coraza y en los tubos:1.2.1.- Modelo Matemático:

(2)
donde:
Temperatura promedio en la coraza y en los tubos (°C).
Temperatura de entrada en la coraza y en los tubos (°C).
Temperatura de salida en la coraza y en los tubos (°C).


Capítulo I. Desarrollo del Proyecto
1.2. Muestra de Cálculo
De esta manera se calcula la temperatura promedio para todos los caudales de agua en lacoraza y en los tubos; y con los valores obtenidos se lee la densidad, la capacidad calorífica, la viscosidad, conductividad térmica y Prandalt y los valores obtenidos son reportados en las Tablas 2.1.1 y 2.1.2.

1.3.- Cálculo del Flujo Másico por la coraza y por los tubos.
1.3.1.- Modelo Matemático.

(3)
donde:
Flujomásico por los tubos y la coraza (kg/s)
Densidad del agua por los tubos y la coraza (kg/cm3)
Flujo volumétrico del agua por los tubos y la coraza (cm3/s)



2. Cálculo del calor transferido:
El calor transferido total es igual al calor desprendido por la corriente de agua que va por los tubos en su paso por el intercambiador, este se cálculo mediante la siguiente relación:
(4)

Con losvalores de m y Cp de la Tabla 2.1.2 y del anexo A.2 se calcula el calor transferido.
Para el primer caudal en el Intercambiador 1, el calor desprendido fue:

De igual manera se procede con los restantes caudales del Intercambiador 1 y para los demás intercambiadores. Los resultados son presentados en la Tabla 2.1.2.
Capítulo I. Desarrollo del Proyecto
1.2. Muestra de Cálculo
3. Cálculo de laeficiencia:
La eficiencia para un intercambiador de paso a contracorriente en base a las temperaturas del fluido por los tubos se cálculo mediante:
(5)
Donde:
Thi: Temperatura de entrada del fluido por los tubos
Tho: Temperatura de salida del fluido por los tubos
Tco: Temperatura de salida del fluido por la coraza

Estos valores se encuentran reportados en la Tabla 1.1.2.
Para...