Vidrio Y Su Obtencion

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS


Laboratorio De transferencia de calor:

Tubos concéntricos

Alumna:
Castillo Figueroa América Daniela

PROFR.: Carlos Román Román


Fecha de entrega: 11/05/12

GRUPO: 5im4


OBJETIVOS:

Determinar la eficiencia térmica del equipo.
Analizar el comportamiento de intercambiadorde calor a diferentes condiciones de operación.
Aprender a operar el equipo de tubos concéntricos.
Determinar el coeficiente global de transferencia de calor experimental, teórico y realizar análisis comparativo.

SINTESIS DE LA TEORIA:

En un intercambiador de calor participan dos o más corrientes de proceso, unas
actúan como fuentes de calor y las otras actúan como receptores del calor,el
cual se transfiere a través de las paredes metálicas de los tubos que conforman
el equipo (contacto indirecto). Los equipos utilizados para calentar fluidos
emplean generalmente vapor como fuente de calentamiento, los equipos utilizados
para enfriar fluidos emplean usualmente agua como fluido de enfriamiento.
Cuando existe una diferencia de temperatura entre un tubo y el fluido quecircula por él, se transfiere calor entre la pared del tubo y el fluido. El flujo de
calor intercambiado por unidad de tiempo, puede expresarse en función de un
área de intercambio (A), una diferencia de temperatura característica (DT),
siendo la constante de proporcionalidad el coeficiente de transferencia de calor
(h).
Para tubos completamente llenos, régimen estacionario y sección transversalcircular uniforme, el coeficiente de transferencia de calor es función del
diámetro del tubo, largo del tubo, densidad, viscosidad, calor específico,
conductividad térmica y velocidad promedio del fluido.

Normalmente, cada fluido circula a través de un cambiador de calor, como una tubería o una serie de tuberías en paralelo, y su temperatura varía a medida que avanza, de forma que ladiferencia de temperatura varía continuamente. Si los dos fluidos circulan en el mismo sentido (flujo de corrientes paralelas), las temperaturas de las dos corrientes se aproximan progresivamente entre sí. En estas circunstancias, la temperatura de salida del fluido que se calienta será siempre inferior a la del fluido que se enfría.
Para calcular el valor apropiado de la diferencia de temperatura sesupone que el coeficiente global de transmisión de calor, U, permanece constante en todo el cambiador de calor. Por ello, es necesario hallar el valor medio de la diferencia de temperatura (Tm) que debe utilizarse en la ecuación general:
Q = U Tm
donde Tm recibe el nombre de temperatura media logarítmica, y se calcula del siguiente modo:
To - TL
Tm =
ln(To/TL)
El calor que gana el fluido fríoes el que cede l fluido caliente, excepto en el caso de que haya desprendimiento de calor en el proceso, aunque se puede aproximar. De modo que:
En contracorriente, To y TL pueden coincidir. En este caso, Tm = To o bien Tm = TL.
En corriente directa To nunca puede ser igual a TL.

Así podríamos determinar “U” pero este coeficiente depende de distintas variables: geométricas, de propiedadesdel fluido, de la fuerza impulsora y de las propiedades hidromecánicas del sistema. Debido a que el número de factores que afectan al coeficiente es tan grande, es casi imposible determinar sus efectos individuales por metodos experimentales directos. Para resolver este problema hacemos un análisis adimensional, agrupando las variables en números adimensionales, reduciendo a unas expresiones desencillos cálculos adimensionales, el cálculo del coeficiente de transmisión:
Donde:
Nu es el número de Nusselt.
Pr es el número de Prandtl.
Re es el número de Reynolds.
L es una longitud característica (diámetro del tubo).
h es el coeficiente individual de transmisión de calor.
K coeficiente de conductividad térmica del fluido.
U es la velocidad media
es coeficiente de expansión térmica....