TRANSFER

DISEÑO Y CALCULO TÉRMICO DE
UN CALENTADOR DE AIRE
TUBULAR PARA CALDERA

Transferencia de Calor

Presentado por:


𝐐𝐮𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐨 𝐄𝐥𝐢𝐞𝐜𝐞𝐫 𝟏
 𝐙úñ𝐢𝐠𝐚 𝐊𝐞𝐯𝐢𝐧 𝐉.𝟏

Profesor:

PhD. ME. 𝐒𝐚𝐫𝐫𝐢𝐚 𝐋. 𝐁𝐢𝐞𝐧𝐯𝐞𝐧𝐢𝐝𝐨𝟐 .



1. Estudiantes de ingeniería mecánica.



2. Profesor de transferencia de calor.

10/02/13
CARTAGENA DE INDIAS, D.T. Y C.

Resumen
El siguiente proyecto busca diseñar un
intercambiador de calortipo: calentador
de aire tubular, con finalidad para una
caldera, calcular la transferencia de
calor en cada caso, ya sea por
conducción, convección y/o radiación,
si así lo amerita el caso.
De ante mano se tuvo en cuenta en el
diseño del intercambiador
la
optimización de la trasferencia de calor
entre los fluidos circulantes (gas y aire),
de modo que se minimizasen las

perdidas debido a latransferencia de
calor con el medio circundante.
Abstract
The next project seeks to design a heat
exchanger type: tubular air heater, in
order for a boiler, heat transfer
calculation in each case, either by
conduction, convection and / or
radiation, so it if the case warrants.
Beforehand it was considered in
exchanger design optimizing the heat
transfer between the surrounding fluid
(gas and air), sothat it would minimize
the losses due to heat transfer with the
surrounding environment.

Contenidos.

I.
II.
III.
IV.
V.

Introducción
Objetivos
Nomenclatura
Metodología
Síntesis
V.1. Intercambiador de calor
V.2. Diseño de un intercambiador de calor
V.3. Tubos
V.4. Caída de presión en un intercambiador de calor
V.5. Coeficiente de transferencia global U
V.6. Ensuciamiento
V.7. Factor deincrustación
V.8. Eficiencia del intercambiador de calor

VI.

Análisis
A. Datos iniciales
B. Composición química del combustible
C. Calculo de los productos de la combustión
a. Coeficiente de exceso de aire
b. Volumen teórico de aire
c. Volumen teórico de vapor de agua
d. Volumen real de vapor de agua
e. Volumen teórico de nitrógeno
f. Volumen de los gases triatómicos
g. Volumen teórico de los gasessecos
h. Volumen real de los gases secos
i. Volumen real de los gases de combustión
D. Flujo másico del gas natural
E. Calor específico del gas de combustión
F. Calos especifico del aire
G. Temperatura de salida de los gases de
combustión
H. Temperatura media logarítmica
I. Tabla de propiedades
J. Parámetros para el cálculo del flujo calórico
K. Calculo del área de transferencia de calor a
partirde unas velocidades y dimensiones
recomendadas para el intercambiador
a. Número de Reynolds
b. Factor de TC, JH

c. Diámetro equivalente
d. Coeficientes peliculares de TC, hi y ho
e. Coeficiente global de TC, U
f. Potencia calórica
g. Área de TC (limpio)
h. Numero de tubos (limpio)
L. Diseño con el área de transferencia de calor
obtenida y con las velocidades reales
a. Coeficiente pelicular detransferencia de
calor por el lado de la coraza, ho
b. Coeficiente pelicular de transferencia de
calor Calculo por el lado de los tubos, hi
c. Coeficiente global de transferencia de
calor para el diseño, U
d. Área total de transferencia de calor
e. Número de tubos de diseño
M. Redimensionando el intercambiador con el fin
de que cumpla con las velocidades y
dimensiones recomendadas
a. Diámetroequivalente
b. Coeficientes peliculares de TC
i. Calculo por el lado de la coraza, ho
ii. Calculo por el lado de los tubos, hi
c. Coeficiente global de TC definitivo, U
d. Área definitiva de TC
e. Número de tubos definitivo
N. Calculo de la caída de Presión
a. Caída de presión por el lado de la coraza,
aire

b. Caída de presión por el lado de los tubos,
gas natural
VII.
VIII.
IX.

ConclusionesBibliografía y referencias
Anexos

I.

Introducción

Para poder realizar este tipo de trabajos se tuvo que recurrir a muchas habilidades
aprendidas con anterioridad además fue necesario tener conocimientos sobre muchas
ramas de la ciencia tales como la termodinámica, ciencias de materiales, mecánica de
fluidos, química, etc. Se sabe que los intercambiadores de calor son dispositivos usados
para la...