DISEO TRMICO DE CONDENSADORES PERRYCondensadores de un solo componenteDiferencia media de temperatura:Cuando se condensa un solo componente a su temperatura de saturacin, la resistencia entera a la transferencia de calor en el lado de condensacin se asume generalmente en la capadecondensado. Secalculauncoeficientemediodecondensacinapartir dela correlacinapropiadaysecombinaconel restodelasresistencias. Luegoseusael coeficiente global con la MLDT (no es necesaria correccin con FT para condensacin isotrmica) para dar el rea requerida, aun cuando el coeficiente de condensacin y por lo tanto el U no sean constantes a travs del condensador.Si el vaporestsobrecalentadoalaentrada, puedeser desobrecalentadoprimeropor transferencia de calor sensible desde el vapor. Estoocurre si la temperatura dela superficie est por encima de la temperatura de saturacin, y se usa una correlacin de transferencia de calor de una sola fase. Si la superficie est por debajo de la temperatura de saturacin, la condensacin ocurrir directamente desde el vapor sobrecalentado, y el coeficiente efectivo se determina con la correlacin de condensacin adecuada, usando la temperatura de saturacin en la MLDT. Para determinar si ocurrir o no la condensacin directamentedesdeel vapor sobrecalentado, calcular latemperaturadelasuperficie asumiendo transferencia de calor en una sola fase.) (coolant vapor vapor surfaceT ThUT T Donde h es el coeficiente de transferencia de calor sensible para el vapor, U se calcula usando h, y ambos estn sobre la misma base de rea. Si Tsurface>Tsaturation no ocurre condensacin en ese punto y el flujo de calor es mayor que si TsurfaceTsaturation y la condensacin s ocurriera.Generalmente es conservativo disear un desobrecalentador-condensador de un componente puro como si la carga de calor entera fuera transferida por condensacin, usando la temperatura de saturacin en la MLDT.El diseode una seccin integral de condensacin subenfriamiento es ms difcil, especialmente si se requiere un gran acercamiento de temperaturas. La capa de condensado en la superficie est en promedio subenfriada de un tercio a un medio de la cada de temperatura a travs del film, y esto es usualmente suficiente si el condensado no es recalentado por la lluvia a travs del vapor. Si el proceso de condensacin-1subenfriamiento se lleva a cabo dentro de los tubos o en la coraza de un condensador vertical, la seccin de subenfriamiento de una sola fase puede ser tratada separadamente, dando un rea que se suma a aquella necesaria para la condensacin. Si el subenfriamiento se da en el lado coraza de un condensador horizontal inundando algunos delos tubos del fondoconunacompuerta ocontrol denivel, la proporcinylas ecuaciones de balance de calor deben ser resueltas para cada seccin para obtener el rea requerida.Cada de presin: en el lado de condensacin reduce la temperatura final de condensacin y la diferencia media de temperatura y siempre se debe chequear. En diseos en los que se requiere un acercamiento cercano entre la entrada del refrigerante y la salida del condensado(subenfriadoono),la subestimacindela cada de presin en el lado de condensacin puede llevar a un intercambiador que no pueda llegar a las temperaturas terminales especificadas. Como los clculos de la cada de presin en flujos de dos fases como en la condensacin son relativamente imprecisos, los diseadores deben considerar cuidadosamente las consecuencias de una cada de presin mayor a la calculada.Condensadores horizontales, condensacin en corazaEl coeficiente medio de condensacin para el exterior de un banco de tubos horizontales se calcula con: 312 3 412 376 . 0 73 . 0

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g Dt kg DkhDLWF para un solo tubo, corregido para el nmero de tubos en una fila vertical. Por flujo laminar sin perturbaciones sobre todos los tubos, la ecuacin:4 / 11 N h hNes, paratamaosdecondensadoresreales, pordemsconservativaporlaondulacin, salpicadura y flujo turbulento. Kern propuso un exponente de -1/6 basado en la experiencia, mientras que los datos de Freon-11 de Short y Brown indican independencia del nmerodefilas detubos. Parecerazonablenousar correccinparalquidosno viscosos ylacorreccindeKernparacondensados viscosos. Paraunhazdetubos 2cilndrico, donde N vara, es costumbre tomar N como los dos tercios del valor mximo o de la lnea central.Los baffles en un condensador horizontal con condensacin en coraza se orientan con los cortes verticales para facilitar el drenaje y eliminar la posibilidad de inundacin en las secciones ascendentes de flujo cruzado. La cada de presin en el lado vapor puede ser estimada por el mtodo de Dile y Unruh.Altas velocidades de vapor a travs de los tubos aumentan el coeficiente de condensacin. No hay correlacin en la literatura que permita a los diseadores sacar ventaja de esto. Como la proporcin del flujo de vapor vara a lo largo de la longitud, se requerira en cualquier casounprocedimientodeclculoincrementado. Engeneral, las cadas de presin requeridas para ganar un beneficio significativo estn sobre aquellas permitidas en la mayora de las aplicaciones a procesos.Condensadores verticales, condensacin en corazaCon frecuencia los condensadores se disean de modo que la condensacin ocurra en el exterior de tubos verticales. La ecuacin:312 3 412 3925 . 0 943 . 0

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g Lt kg LkhLes vlida siempre y cuando el film de condensado sea laminar. Cuando se hace turbulento, se puede usar la figura 10-10 o la ecuacin de Colburn.Serequiere algodecriterioenel usodeestas correlaciones por las caractersticas constructivas del condensador. Los tubos deben estar soportados por baffles, usualmente concorte mximo(45%del dimetro de la coraza) ymximoespaciamientopara minimizar la cada de presin. El flujo del condensado es interrumpido por los baffles, que puede desviar o redistribuir el lquido y que tambin puede causar algo de salpicadura de gotas en cada libre sobre los tubos.Para subenfriamiento, se debe mantener una acumulacin de lquido en el fondo inferior de la coraza por medio de una compuerta o controlador de nivel de lquido. El coeficiente detransferenciadecalor parasubenfriamientoest dadopor las correlaciones para conveccin natural en una superficie vertical:Para 1