Apuntes de intercambiadores de calor
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1) En intercambiadores de calor de doble tubo ¿Cuáles son los diámetros y longitudes de tubos más usuales?
El área de transferencia de calor será el área externa del tubo interior que está claramente relacionada con el tubo exterior.
Las medidas de los tubos suelen ser de 12, 15, 20 ft normalmente se suele usar en forma de horquilla, si usamos una horquilla de 20 ft, la longitud lineal será de 40 ft lineales. [mirar principio tema 5]
2) Diámetro equivalente tanto para transferencia de calor como para pérdidas por presión.
La sección de un ánulo es distinta a la del tubo, puesto que hay parte del tubo por el que no pasa el fluido y hay que usar su diámetro equivalente en lugar del diámetro tal cual.
FLUIDO QUE VA POR EL ÁNULO: Dà-->De = 4Rh (Rh= Radio hidráulico)
PARA TRANSFERENCIA DE CALOR:
y
POR FRICCIÓN (PÉRDIDA DE CARGA)
3) Pérdidas de presión en tubo, ánulo y carcasa. Indique las unidades de los parámetros que aparezcan.
Doble tubo (Se hace uso de la Ec de Fanning)
Se suele usar la siguiente expresión
A estas pérdidas habría que añadirle unas pérdidas de carga debido a los giros que toma el fluido en el ánulo. Se denominan pérdidas por retorno.
Carcasa y tubo
En la fórmula anterior f tiene dimensiones 
si obtuvimos “f” por otro método adimensional tendríamos que introducir “144” multiplicando. FIG 29(pg 33)
|
4) Cálculo de los valores de h mediante el empleo de gráficos.
Existen gráficos en los que a partir del Reynolds y L/D obtenemos JH. Una vez que tenemos JH podemos obtener el valor del coeficiente de convección a partir de la siguiente ecuación:
En este caso obtendríamos el coeficiente de convección interno pero dependiendo de la gráfica en la que busquemos JH obtendremos hi o h0.
5) Conducción de calor a través de un cilindro de capa única.
r2
r
z
Nos interesa utilizar las coordenadas cilíndricas. |
r1 |
r= radio z= eje
De esta ecuación se deduce esta otra:
Las condiciones de contorno serán: r= r1 t=t1 r= r2 t= t2 Buscamos una t= f(r), la ecuación que sigue es t= B· ln(r) + C
t1= B· ln(r1) + C t2= B· ln(r2) + C
Ar= área media Aplicamos el valor de t [t= B· ln(r) + C] a
Si lo queremos referir al área interior: se divide y multiplica por r1
Si lo referimos al área exterior: se divide y multiplica por r2 |
