Transferencia De Calor

Ingeniería técnica industrial(Química industrial)
Experimentación en Ingeniería Química I
Experimentación
EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALOR.
CAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOS-
• OBJETIVOS.
los objetivos de la practica son los siguientes:
• Determinación experimental del coeficiente global medio de transmisión de calor (U) en un cambiador de calor de tubos concéntricos.
•Estudiar el flujo tanto en paralelo como en contracorriente.
• Estimación del coeficiente global medio de transmisión de calor (U) mediante correlaciones empíricas obtenidas en la bibliografía.
• INTRODUCCION TEORICA.
Un equipo de intercambio de calor es un aparato que transfiere energía térmica desde un fluido a alta temperatura hacia un fluido a baja temperatura con ambos fluidos moviéndosea través del aparato. Algunos ejemplos de intercambiadores de calor en la vida diaria lo constituyen el radiador de un automóvil y el calentador de agua domestico. En industrias químicas y plantas de energía se utilizan ampliamente los intercambiadores de calor. El rango de temperaturas, las bases de los fluidos. La cantidad de energía térmica que se debe transferir y la caída de presiónpermitida para los fluidos fríos o calientes, determinan la configuración del intercambiador de calor para una aplicación dada. En la práctica, el proceso de diseño y selección involucra con frecuencia un procedimiento de ensayo error.
Clasificación y terminología de intercambiadores de calor.
Los intercambiadores de calor se pueden clasificar de muchas formas diferentes. Una forma consiste en basar laclasificación en las direcciones relativas del flujo de los fluidos frío y caliente, dando lugar a términos como flujo en paralelo, cuando ambos fluidos se mueven en la misma dirección, flujo en contracorriente o encontrado, cuando los fluidos se mueven en paralelo pero en sentido opuesto y fluido cruzado cuando las direcciones de flujo son mutuamente perpendiculares.
Las formas de flujo paraleloy en contracorriente usualmente involucran tubos concéntricos con un fluido fluyendo en un tubo anular. El arreglo de flujo en contracorriente es, termodinamicamente uno de los mas eficaces.
Uno de los parámetros importantes que controlan la transferencia de calor neta del fluido caliente al fluido frío es el arrea de la superficie que separa los dos fluidos, a través de la cual tiene lugar latransferencia de calor. Incrementar el arrea significa necesariamente incrementar la longitud de trayectoria total recorrida por los fluidos en el equipo de intercambio de calor, o disminuir el diámetro de los tubos y al mismo tiempo aumentar el número de tubos. La segunda alternativa puede llevarnos a grandes caídas de presión. El fluido que fluye en los tubos se llama fluido del tubo, mientrasque al fluido que fluye fuera de los tubos se le llama fluido de carcasa.
Los fluidos se pueden doblar alrededor varias veces, mediante lengüetas y placas intercaladas en los tubos que sirven para crear turbulencia en el flujo de carcasa, con el cual se mejora la razón de transferencia de calor. En un periodo de tiempo, se forman depósitos o escalas en la superficie interior de los tubos,requiriendo limpieza periódica.
Para instalaciones de trabajo pesado, se utilizan intercambiadores de calor del tipo de tubo y carcasa. Usualmente las carcasas contienen lengüetas o placas verticales con pequeñas entradas en los extremos, cuyo propósito es forzar al fluido de carcasa a pasar en flujo cruzado sobre los tubos y con esto llevar una mejoría en los coeficientes de transferencia de calor.También sirven para aumentar la longitud de trayectoria del fluido de carcasa. Un haz de tubos consta de una gran cantidad de tubos, a través de los cuales se mueve el fluido de tubo, se aloja dentro de la carcasa. Los extremos de los tubos pueden tener colectores flotantes o fijos. En este ultimo caso, solo se pueden utilizar cambios de temperatura moderados de modo que se limiten los esfuerzos...