Intercambiados

EXPERIMENTO

Conocer la metodología de cálculo indirecto de intercambiadores de calor. Contrastar datos experimentales medidos

en un equipo de intercambio de calor, con los calculados tras la aplicación de los balances de energía pertinentes.

Conocer el concepto de coeficiente global de transferencia de calor, calcular éste para los datos experimentales.

Conocer el concepto de eficiencia térmica de un intercambiador.

2. EQUIPO NECESARIO

Intercambiador de tubos concéntricos H-900 de la casa P.A. Hilton Ltd.

3. RESUMEN TEORÍA

El principio de conservación de la masa para un intercambiador de calor que opera de forma estable requiere que la

suma de los flujos másicos de entrada sea igual a la suma de los flujos másicos de salida. Este principio se puede

expresar también como sigue: en operación estable el flujo másico de cada corriente de fluido que fluye por un

intercambiador de calor permanece constante.

Los intercambiadores de calor comúnmente no tienen que ver con interacciones de trabajo, y los cambios de energía

cinética y potencias son insignificantes para cada corriente de fluido.

La tasa de transferencia de calor relacionada con los intercambiadores de calor depende de cómo se selecciona el

volumen de control. Los intercambiadores de calor están diseñados para transferencia de calor entre dos fluidos

dentro del dispositivo, por lo que normalmente la coraza externa está bien asilada para evitar cualquier pérdida de

calor hacia el medio circundante.

Área de Máquinas y Motores Térmicos

Sección Departamental de Algeciras

Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

Asignatura Termotecnia

PRÁCTICA Nº1: Problema Indirecto. Cálculo de Pérdidas de Calor.

Rendimiento térmico. Eficiencia Térmica.

26/11/2012-L3,L4

29/11/2012-L1,L2

Nota: Este enunciado no es un documento revisado para su publicación. El Departamento no se hace responsable de posibles

erratas o interpretaciones diferentes del enunciado que suelen despejarse en el mismo acto de la prueba escrita

Cuando todo el intercambiador de calor se selecciona como el volumen de control, Q se vuelve cero porque la

frontera para este caso queda justo debajo del aislamiento y poco o nada de calor la cruza. Sin embargo, si únicamente

se selecciona un fluido como el volumen de control, entonces el calor cruzará esta frontera y pasará de un fluido a

otro, y Q no será cero. De hecho, Q en este caso, será la tasa de transferencia de calor entre los dos fluidos.

Así pues y de forma teórica, tendrían que cumplirse los siguientes preceptos:

Q mcold·Cpcold· Tcold absorbido    (1)

hot hot Qemitido m hot·Cp · T (2)

Qabsorbido  Qemitido (3)

Qperdido  0 (4)

Otra forma de expresar el flujo de calor es en función del concepto de resistencia térmica. Así pues, de esta forma, la

transferencia de calor del fluido caliente al fluido frío podría expresarse como:

DTML emitido

thermal

DTML

DTML

thermal

DTML

absorbido U· A· T Q

R

T

U· A· T

R

T

Q      

 

  



 (5)

donde U es el coeficiente global de transferencia de calor, A es el área de intercambio

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