Intercambiadores

• Se tiene un intercambiador de calor 1-1, de tubos y coraza. En condiciones estables, este intercambiador calienta 224 gal/min de agua de 80°F a 185°F por dentro de tubos mediante un vapor saturadoa 150 psia.



• Se tiene un intercambiador de calor 1-1, de tubos y coraza. En condiciones estables, este intercambiador calienta 224 gal/min de agua de 80°F a 185°F por dentro de tubosmediante un vapor saturado a 150 psia.
Ecuación diferencial que modela el intercambiador de calor

Intercambiador de calor
• Ecuación diferencial
• Donde:
• Ud0: Coeficiente global detransferencia de calor referido al diámetro exterior
• (BTU/h °F ft2)
• ATC0: Área de transferencia de calor referida al diámetro exterior (ft2)
• Cp : Capacidad calorífica (BTU/lb °F)
• tv : Temperaturadel vapor (°F)
• te : Temperatura del agua a la entrada (°F)
• ts : Temperatura del agua a la salida (°F)
• (te+ ts) / 2 :Temperatura del agua dentro de tubos (°F)
• tref : Temperatura dereferencia (°F)
• w : Flujo de agua (lb/h)
• m : Cantidad de agua dentro de tubos (lb)
• tv,ts,tw : Valores en condiciones estables
• Tv , Ts , W Variables de desviación

Linealizando
1)
2)Evaluando en condiciones iniciales estables
3)


• Restando (2) de (3)



Utilizando variables de desviación


Aplicando la transformada con Laplace




• Simplificando


•Datos físicos
– Largo del intercambiador = 9 ft
– Diámetro de coraza = 17 ¼’’
– Flujo = 224 gal/min
– Temperatura de entrada =80°F
– Temperatura de salida = 185°F
– Presión de vapor =150psia.
–Número de tubos= 112
– Diámetro exterior de tubo = ¾ ’’ de diámetro y BWG 16, disposición cuadrada a 90°, con un claro entre tubos de 0.63’’.
– Conductividad térmica de los tubos = 26 BTU/hft°F,– Factor de obstrucción interno = 0.0012 hft2°F/BTU; externo = 0.001 hft2°F/BTU
– Coeficiente global de transferencia de calor = 650 BTU/hft2°F
• Calculando las constantes


• Función de...