Intercambiadores De Tubos Concentricos

LABORATORIO DE FLUIDOS, SÓLIDOS Y CALOR

Pre InformePractica:_Intercambiador de tubos concéntricos_Fecha de Entrega: (DD–MM–AA)

Integrantes Subgrupo: __B__

Código: _____________

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Objetivos:

Determinar coeficientes de película experimentales para los fluidos de trabajo.

Calculo de los coeficientes de película mediante empleo de ecuaciones propuestas en la literatura.

Calcular coeficientes globales de transferencia de calores experimentales y teóricos.

Calculo de factores de suciedad con datos experimentales y teóricos.

Determinación de pérdidas de energía al medio.

Respuesta de la transferencia de calor por variaciones en el flujo del fluido de alta / baja temperatura.

Establecer una ecuación empírica para la relación Nu = f(Re, Pr).

Marco teórico:

La mayoría de las veces en los intercambiadores de calor, para simplificar los cálculos se asume que no hay pérdidas de calor, sobre todo si están recubiertos de aislante, pero la realidad es que siempre existen pérdidas. Existe una diferencia de temperaturas entre la temperatura del medio circundante y la temperatura de la superficie externa del intercambiador, lo que establece un gradiente de temperatura y por tanto un flujo de calor.

Se puede plantear un balance de energía que da:

Ǭ_1=ṁcCpc(Tc sal-Tc ent)

Ǭ_2=ṁhCph(Th ent-Th sal)

donde:

Ǭ1= flujo de calor ganado

Ǭ2= flujo de calor cedido

ṁc, ṁh= flujo másico del fluido frio y de caliente respectivamente

Tc sal , Tc ent = Temperatura del fluido frio a la salida y a la entrada respectivamente

Th ent, Th sal = Temperatura del fluido caliente a la entrada y a la salida respectivamente

Cpc, Cph = capacidad calorífica del fluido frio y caliente respectivamente.

De acuerdo a la segunda ley de la termodinámica el calor fluye de lo caliente a lo frio, por eso en teoría todo el calor cedido por la corriente del fluido caliente es absorbido por la corriente del fluido frio y estos dos valores deben ser iguales, solo diferirán en el signo. En la realidad existirán perdidas, por tanto una diferencia entre estos dos flujos de calor nos dará las pérdidas de calor.

Qcedido=Qabsorbido+Qperdido

Como el objetivo habla sobre pérdidas de "energía" al medio entonces también se hace necesario hablar sobre las pérdidas de presión que también recurre en gastos energéticos. De hecho bajas caídas de presión implican que el intercambiador está mal diseñado por poca turbulencia y bajos coeficientes.

Caídas de presión:

Para el fluido que circula por el ánulo:

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