Tubos

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
LABORATORIO DE SISTEMAS TÉRMICOS GRUPO D1 – SUBGRUPO 09
15 DE SEPTIEMBRE DEL 2014, I SEMESTRE ACADÉMICO DE 2014

LABORATORIO 10: INTERCAMBIADORES DE CALOR DE tUBOS CONCENTRICOS







I. INTRODUCCIÓN


Los intercambiadores de calor son equipos que permiten el intercambio de energía entre fluidos que seencuentran a distinta temperatura con el objetivo de en enfriar una de ellas o calentar la otra o ambas cosas a la vez.

Estos son de los equipos industriales más frecuentes, debido a que la operación de enfriamiento o calentamiento es inherente a todo proceso que maneje energía en cualquiera de sus formas.


II. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar experimentalmente el coeficiente global detransferencia de calor en un intercambiador de flujo contracorriente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comprobar las correlaciones vistas en transferencia de calor:



Hallar la efectividad de cada uno de los Intercambiadores de Calor.

Hallar la efectividad global del conjunto de intercambiadores de calor.
III. MARCO TEÓRICO

1) Resistencia por ensuciamiento.
La capa de depósitos representa una resistenciaadicional para esta transferencia y hace que disminuya la razón de la misma en un intercambiador. El efecto neto de estas acumulaciones sobre la transferencia de calor se representa por un factor de incrustación Rf el cual es una medida de la resistencia térmica introducida por la incrustación. El tipo más común de incrustación es la precipitación de depósitos sólidos que se encuentran en un fluidosobre las superficies de transferencia de calor.


Otra forma de incrustación, la cual es común en la industria de procesos químicos, es la corrosión y otra la incrustación química. En este caso las superficies se incrustan por la acumulación de los productos de las reacciones químicas sobre ellas.

La incrustación se incrementa al aumentar la temperatura y disminuir la velocidad.

Para unintercambiador de calor de casco y tubos, sin aletas, La relación del coeficiente total de transferencia de calor se puede expresar como:



2) Diferencia media logarítmica de temperatura.
la diferencia media logarítmica de temperatura, es la forma apropiada de la diferencia de temperatura promedio que debe usarse en el análisis de los intercambiadores de calor.



En este caso, ΔT1 y ΔT2 representanla diferencia de temperatura entre los dos fluidos en ambos extremos (de entrada y de salida) del intercambiador. No existe diferencia con respecto a cuál de los extremos de éste se designe como la entrada o la salida.











Fig 2. Expresiones de _T1 y _T2 en los intercambiadores de calor de flujo paralelo y a contraflujo.

La diferencia media logarítmica de temperatura ΔTml se obtienesiguiendo el perfil real de temperaturas de los fluidos a lo largo del intercambiador y es una representación exacta de la diferencia de temperatura promedio entre los fluidos caliente y frío. En verdad refleja el decaimiento exponencial de la diferencia de temperatura local.

3) Tipos de flujo en intercambiadores y sus características.
El intercambiador de calor de doble tubo y flujo paralelo ladiferencia de temperatura ΔT entre los fluidos caliente y frío es grande en la entrada del intercambiador, pero disminuye en forma exponencial hacia la salida. Como el lector esperaría, la temperatura del fluido caliente decrece y la del frío aumenta a lo largo de dicho intercambiador, pero la temperatura del fluido frío nunca puede sobrepasar la del caliente, sin importar cuán largo sea dichointercambiador.


Fig3 Variación de las temperaturas de los
fluidos en un intercambiador de calor de doble tubo y flujo paralelo


En un intercambiador de calor a contraflujo los fluidos caliente y frío entran en el intercambiador por los extremos opuestos y, en este caso, la temperatura de salida del fluido frío es posible que sobrepase la de salida del fluido caliente. En el caso límite, el fluido frío...