transfer practica 3y4

7/21/2019 Transfer Practica 3y4

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DISEO Y ANLISIS DE UN

INTERCAMBIADOR DE

CALOR

MEDIANTE ORDENADOR

TRANSFERENCIA DE

CALOR

DPTO. INGENIERA TRMICA Y DE FLUIDOS

Profesor: MenganitoGrado en Ingeniera Mecnica

Universidad Carlos III de Madrid

Madrid, 2 de Diciembre de 201

Leal Rabadn, Alberto 100!00"#Pastrana Snchez , Edgar $I%

Shumyn ,Svyatoslav $I%


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Gr&'o: 11

1. INTRODUCCIN

(n los sistemas mecnicos, )&micos, n&cleares * otros, oc&rre )&e el calor debe ser

transferido de &n l&gar a otro, o bien, de &n +&ido a otro -os intercambiadores de calor

son los dis'ositivos )&e 'ermiten reali.ar dic/a tarea Un entendimiento bsico de los

com'onentes mecnicos de los intercambiadores de calor es necesario 'ara com'render

cmo estos f&ncionan * o'eran 'ara &n adec&ado desem'eo

(l obetivo de esta seccin es 'resentar los intercambiadores de calor como dis'ositivos

)&e 'ermiten remover calor de &n '&nto a otro de manera es'ec3ca en &na determinada

a'licacin 4e 'resentan los ti'os de intercambiadores de calor en f&ncin del +&o:

+&o 'aralelo5 contra+&o5 +&o cr&.ado %dems se anali.an los ti'os de

intercambiadores de calor con base en s& constr&ccin: t&bo * carca.a5 'lacas, * se

com'aran estos 4e 'resentan tambi6n los intercambiadores de 'aso sim'le, de m7lti'les

'asos, intercambiador de calor regenerador e intercambiador de calor no regenerativo

%l 3nal se incl&*en alg&nas de las 'osibles a'licaciones de los intercambiadores de

calor

Como /emos mencionado, &n intercambiador de calor es &n com'onente )&e 'ermite la

transferencia de calor de &n +&ido 8l)&ido o gas9 a otro +&ido (ntre las 'rinci'ales

ra.ones 'or las )&e se &tili.an los intercambiadores de calor se enc&entran las

sig&ientes:

Calentar &n +&ido fro mediante &n +&ido con ma*or tem'erat&ra

ed&cir la tem'erat&ra de &n +&ido mediante &n +&ido con menor tem'erat&ra

-levar al '&nto de eb&llicin a &n +&ido mediante &n +&ido con ma*or

tem'erat&ra

Condensar &n +&ido en estado gaseoso 'or medio de &n +&ido fro

-levar al '&nto de eb&llicin a &n +&ido mientras se condensa &n +&ido gaseoso

con ma*or tem'erat&ra

Debe )&edar claro )&e la f&ncin de los intercambiadores de calor es la transferencia de

calor, donde los +&idos invol&crados deben estar a tem'erat&ras diferentes 4e debetener en mente )&e el calor slo se trans3ere en &na sola direccin, del +&ido con ma*or

tem'erat&ra /acia el +&ido de menor tem'erat&ra (n los intercambiadores de calor los

+&idos &tili.ados no estn en contacto entre ellos, el calor es transferido del +&ido con

ma*or tem'erat&ra /acia el de menor tem'erat&ra al encontrarse ambos +&idos en

contacto t6rmico con las 'aredes metlicas )&e los se'aran


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2. DESCRIPCIN , RESOLUCIN DEL PROBLEMADONDE SE INCLUYA LAS HIPTESIS O

CONSIDERACIONES UTILIZADAS Y RESULTADOSApara!" 1# Da"$ %&'a!"$ !( par&!a !() !&$(*"

Donde el fl&ido 'esado va 'or los t&bos * el ligero 'or la carcasa

Para terminar de fiar los datos nos faltara la ;em'erat&ra de salida del 'esado, la c&al

la calc&lamos:


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Apara!" 2# F&'ar () +-(r" !( pa$"$ p"r /" 0 () +-(r" !( pa$"$ p"r ara$a.Ca))ar () a)"r !( F 0 "-pr"/ar 3( F 4 5,67. E+ a$" "+rar&", a-(+ar ()+-(r" !( pa$"$ p"r ara$a.

Donde

ncares el n7mero de 'asos 'or carcasa *

n

el n7mero de 'asos 'or t&bo

Una ve. )&e tenemos definidas todas las variables 'ara sim'lificar 'rocedemos al

clc&lo de


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Apara!" =# Ca))ar () +-(r" !( /"$ +(($ar&"$ para () !&9-(r" 0 ()"&!a!%&'a!"$ (+ () apara!" a+(r&"r.

Apara!" 7# E)(>&r +a !&$r&/&?+ !( )"$ /"$ :r&a+>)ar " a!ra!a< 0 a))ar() !&9-(r" !( )a ara$a $(>+ )a (a&?+.

Dcuadcar=0,61m

Dtriancarc=0,568m

(scogemos la triang&lar 'or dar ms rendimiento * tener menos dimetro

Apara!" @#F&'ar +a $(para&?+ (+r( /a%)($.

(s'aciado mnimo@@ Emin=0,05m (s'aciado mAimo@@ Emax=1,5m

B el es'aciado entre bafles )&e /emos escogido es deEm=0,7m


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Apara!" 6# Ca))ar )"$ "(%&&(+($ !( ra+$%(r(+&a !( a)"r pr"-(!&" !() )a!"!() /" 0 !() )a!" !( )a ara$a.

Dnde:


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Apara!" #Ca))ar () "(%&&(+( !( ra+$%(r(+&a !( a)"r >)"/a) /a$a!" (+ ()

9r(a (;(r&"r !( )"$ /"$.

Apara!" #O/(+(r () 9r(a !( &+(ra-/&" +(($ar&a para ra+$%(r&r () a)"r.

Calc&lo del incremento de tem'erat&ras logartmicas

Calc&lamos el rea

Apara!" 15# O/(+(r )a )"+>&! !( /"$ 0 )a )"+>&! !() a-/&a!"r.


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Apara!" 11# C"-pr"/ar 3( )a )"+>&! !() a-/&a!"r ($9 (+r( 7 0 15 (($ ()

!&9-(r" !( )a ara$a.

$&estra longit&d de carcasa se enc&entra dentro del intervalo de " * 10 veces el

dimetro de la carcasa

Apara!" 12# Ca))ar )a pr!&!a !( ar>a !() %)&!" 3( &r)a p"r )"$ /"$ 0"-pr"/ar 3( ($ -(+"r 3( )a -9;&-a p(r-&&!a :P/" P/", -a;


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Apara!" 18# Ca))ar )a pr!&!a !( ar>a !() %)&!" 3( &r)a p"r )a

ara$a 0 "-pr"/ar 3( )a pr!&!a !( ar>a +" $p(ra () -9;&-" p(r-&&!":Par Par,-a;


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8.2 A) !&$-&+&r )a $(para&?+ (+r( /a%%)($, a-(+a " !&$-&+0( )a pr!&!a !(ar>a !() %)&!" 3( &r)a p"r )a ara$a 0 () "(%&&(+( !( ra+$%(r(+&a !(a)"r

4i todos los dems valores 'ermanecen constantes, entonces:

4i dismin&*es la se'aracin entre baffles 8(m9 Nbaffles a&menta

Nbaffles=Lcambiador

Em

4i Nbaffles a&menta Pcar a&menta

4E-: Pcar a-(+a

4i la se'aracin entre baffles 8Em dismin&*e

Scar dismin&*e

4iScar dismin&*e

mcar a&menta

4imcar a&menta

hcar a&menta


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B 'ara terminar sihcar a&mentaU 8coeficiente de transferencia de calor9 a&menta

4E-: U a-(+a

8.8 Para + -&$-" +-(r" !( /"$ !( &>a) !&9-(r" (;(r&"r, () !&9-(r" !( )aara$a (+ +a "+%&>ra&?+ r&a+>)ar ($ -a0"r " -(+"r 3( (+ +a a!ra!a

Partiendo de )&e F 8se'aracin entre t&bos9 esH=1,25 de

, entonces sabiendo )&e:

Dcuadcarc=0,61m D

triancarc=0,568m

Por lo )&e )&eda demostrado )&eDtriancarc


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8.= La ()"&!a! !( !&$(*" !() %)&!" 3( &r)a p"r () &+(r&"r !( )"$ /"$ &(+(++ )-&( -9;&-" 0 -+&-", a 3 $"+ !(/&!"$ ($"$ )-&($

(stos lmites son debidos a velocidades mAimas las c&ales establecen lmites 'or la

corrosin * erosin del fl&ido contra el t&bo, * velocidades mnimas limitadas 'or la

de'osicin de 'artc&las )&e ens&cian * atascan el t&bo, a&mentando con ello la

resistencia de ens&ciamiento (n el caso de este eem'lo s&s lmites 82ms * 1ms9

=. CONCLUSIN

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