UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Mecánica
Laboratorio Nº 1
NTERCAMB NTERCAMB I DE CALOR I ADOR
I
Curso
Profesor Alumnos Alumn os
LABORATOR I NGEN I ER I I O DE I NGEN I ER I A MECAN I ICA CA III (MN 464 A) NG. NG. PAEZ, Eliseo
I
Apellidos y Nombres Nombres
Código
ANGELE S CASTRO CAS TRO Rolando Rola ndo
20061010K 20061010 K
ASTO AZPUR Anelve r
20062549K 20062549 K
FLORES PONCE Elmer
20061093C
HUARCAYA ALVAREZ Noé
20062571F
ILLAS LAS Gianfranco ROJAS CANEC I L
20064512G
INDICE
1.- INTRODUCCION. Pág. 3 ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙Pág. 3 . 2.- OBJETIVOS. ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ TEORICO . 3.- FUNDAMENTO Pág. 4 ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ . 4.- MATERIALES UTILIZADOS Pág. 14 ͙ ͙ ͙͙ ͙ ͙ ͙ 5.- DATOS DE LA EXPERIENCIA Pág. 15 .. ͙͙ ͙͙ ͙ ͙ ͙ 6.- EJEMPLO DE CALCULO .. ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙͙ 7.- TABLA DE RESULTADOS ... .. ... ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙
Pág. 15 Pág. 16
..... 8.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ͙ ͙ .... 9.- BIBLIOGRAFIA ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙ ͙
Pág. 21
Pág. 20
INFORME Nº 1: INTERCAMBIADOR DE CALOR 1.- INTRODUCCI INTRODUCCION: ON: Los intercambiadores de calor serán siempre uno de los indispensables equipos en la transferencia de calor. Estos han obteniendo usos en los sistemas de refrigeración como condensadores o evaporadores, pero no solo en esta área sino también en las maquinarias pesadas chinas utilizan intercambiadores de calor para enfriar el aceite que circula por el convertidor, caja y sistema hidráulico. Como podemos ver los intercambiadores son indispensables en el área mecánica, es por eso la realización de este laboratorio. En este laboratorio laboratorio observaremos el comportamiento de los intercambiadores de flujo paralelo y de contra flujo, teniendo presente que hay mas disposiciones de los intercambiadores, realizando un análisis energético , de los coeficientes peliculares , eficiencia, NUT los cuales serán necesarios en la vida practica, sobre todo para distinguir cuál de ellos es el más adecuado para una cierta aplicación. En conclusión, el laboratorio es indispensable para todo Ing. Mecánico, porque siempre encontrara en el área de trabajo uno de estos equipos en diferentes disposiciones.
2.-OBJETIVOS: y
Comprender el principio de funcionamiento básico de un intercambiador de calor.
y
Elaborar
cálculos
para
luego
hacer
las
curvas
características
del
intercambiador de calor.
3.- FUNDAM FUNDAMENT ENTO O TEORICO TEORICO::
3.1. TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR Los intercambiadores normalmente se clasifican clasifi can de acuerdo con el arreglo del flujo y el tipo de construcción. El intercambiador de calor más simple es aquel en que los fluidos caliente y frío se mueven en la misma dirección o en direcciones opuestas en una construcción de tubo s concéntricos (o doble tubo). En el arreglo de flujo paralelo de la figura 1a, los fluidos caliente y frío entran por el mismo extremo, fluyen en la misma dirección y salen por el mismo extremo. En el arreglo de contraflujo de la figura 1b, los fluidos entran por extremos opuestos, fluyen en direcciones opuestas, y salen por extremos opuestos.
Otra configuración configuración com n es el intercambiador intercambiador de calor de tubos y coraza. coraza. Las formas específicas difieren difieren de acuerdo con con el n mero de pasos pasos de tubos tubos y coraza, y la forma más simple, que implica un solo paso por tubos y coraza, se muestra en la figura 3. Normalmente se instalan deflector deflector es para aumentar el coeficiente de convección del fluido del lado de la coraza al inducir turbulencia y una componente de la velocidad de flujo cruzado. En las figuras 4a y 4b se muestran intercambiadores de calor con deflectores con un un paso por la coraza y dos pasos por los tubos y con dos pasos por la coraza y dos pasos por los tubos y con dos pasos por la coraza y cuatro pasos por los tubos, respectivamente. respectivamente.
i F i
3 I m
i F i
4 I .
m i
l ió
l l j l j
m i
l l
l
.
. l
U
l
l
.
Una clase especial e importante importante de intercambiadores intercambiadores de calor se usa para conseguir un área superficial de transferencia de calor por unidad de volumen muy grande grande ( 700 m /m3). enominados enominados intercambiadores intercambiadores de calor compactos, estos dispositivos tienen complejos complejos arreglos arreglos de tubos con ale tas o placas y se usan normalmente cuando al menos uno de los fluidos es un gas, y en consecuencia se caracteriza por un coeficiente de convección pequeño. Los tubos pueden ser planos o circulares, como en las figuras 5a y 5b, c, respectivamente, y las ale tas pueden ser de de placa o circular, como en las figuras 5a y 5b, c, respectivamente. Los intercambiadores de calor de placas paralelas pueden ser con aletas o corrugadas y se pueden usar en modos de operación operación de un solo paso (figura (figura 5d) o multipaso (figura (figura 5e). Los pasos de
flujo asociados con intercambiadores de calor compactos normalmente son pequeños ( h 5mm), 5mm), y el flujo es por lo genera generall laminar. laminar.
i F i l T l
5 l l m l l i i
i
i i
. i
m i T l , l
l
m
l i
l
.
i Al
. l
T , l l
l l l
l .
i Al
, .
.
3.2. ANÁLISIS DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR: USO DE LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA MEDIA LOGARÍTMICA. Para diseñar o predecir el rendimiento de un intercambiador de calor, es esencial relacionar la transferencia total de calor con cantidades tales como las temperaturas de entrada y salida del flui do, el coeficiente global de transferencia de calor, y el área superficial total para transferencia de calor. os de tales relaciones se pueden obtener fácilmente al aplicar balances globales de energía a los fluidos calientes calientes y frío, seg n se muestra muestra en l a figura 6. En particular, particular, si q es la transferencia transferencia total de calor entre los fluidos calientes y frío y hay transferencia de calor insignificante entre el intercambiador y sus alrededores, así como cambios de energía potencial y cinética despreciables, despreciables , la aplicación de un balance de energía, da
q
!
m h ( ih ,i
ih ,o )
(1a)
q
!
m c ( ic ,i
ic ,o )
( a)
y
donde i es la entalpía del fluido. Los subíndices h y c se refieren a los fluidos caliente y frío, en tanto que i y o designan las condiciones de entrada y salida del fluido. Si los fluidos no experimentan un cambio de fase y se suponen calores específicos constantes, estas expresiones se reducen a
q ! h c p ,h ( T h ,i
T h ,o )
(1b)
)
( b)
y
q
!
m c c p ,c (
c ,o
c ,i
donde las temperaturas que aparecen en las expresiones se refieren a las temperaturas medias del fluido en las posiciones que se señalan. Advierta que las ecuaciones 1 y son independientes independientes del del arreglo arreglo del flujo y del del tipo de intercambiador intercambiador de calor. Se puede puede obtener otra expresión til al relacionar relacionar la transferencia total de calor q con la diferencia de temperaturas (T entre los fluidos caliente y frío, donde
(T
|
T h
T c
(3)
Tal expresión sería una extensión de la ley de enfriamiento de Newton, con el uso del coeficiente global de transferencia de calor U en lugar del coeficiente nico de convección h.
i F i
6 B l l i .
l
l
í
l
l i
li
í
i
m i
l
Sin embargo, como (T varía con la posición en el intercambiador de calor, es necesario trabajar con una ecuación de flujo de forma
q ! UA(T m donde
(T m
(4)
es una diferencia de temperaturas media apropiada. La ecuación 4 se
puede puede usar con las las ecuaciones 1 y para llevar llevar a cabo un análisis análisis de intercambiador intercambiador de calor. Antes de que se pueda realizar, sin embargo, se debe establecer la forma específica de (T m . Considere primero el intercambiador de calor de flujo paralelo.
I
m i
l
l j l j
l l
Las distribuciones de temperaturas caliente y fría asociadas con un intercambiador de calor de flujo paralelo se muestran en la figura 7. La diferencia de temperaturas (T es grande al principio, pero decae rápidamente al aumentar x , y se aproxima a cero de forma asintótica. Es importante señalar que, para tal intercambiador, intercambiador, la temperatura de salida del fluido frío nunca excede la del fluido caliente. En la figura 7 los subíndices subíndices 1 y designan los extremos extremos opuestos del intercambiador intercambiador d e calor. calor. Esta convención se usa para todos los tipos de intercambiadores intercambiadores de calor considerados. considerados. Para un flujo paralelo, se sigue que T h,i La forma de
(T m
!
T h,1 ,T h,o
!
T h,2 ,T c,i
!
T c,1 ,T c,o
!
T c,2 .
se puede determinar mediante la aplicación de un balance de
energía para elementos diferenciales en los fluidos caliente y frío. Cada elemento es de longitud d x y área superficial de transferencia de calor dA, dA, como se muestra en la figura 7. Los balances de energía y el análisis subsecuente están sujetos a las siguientes suposiciones.
1.
i F i
El intercambiador de calor está aislado de sus alrededores, en cuyo caso el nico intercambio de calor es entre los fluidos caliente y frío.
7
. 3. 4. 5.
i i
i
m
i
m i
l
l j l j
l l .
La conducción axial a lo largo de los tubos es insignificante. insignifi cante. Los cambios de energía potencial y cinética son despreciables. despreci ables. Los calores específicos del fluido son constantes. El coeficiente global gl obal de transferencia transferencia de calor es constante.
Los calores específicos pueden cambiar, por supuesto, como resultado de variaciones de temperatura, y el coeficiente global de transferencia de calor también podría modificarse debido debido a variaciones en las propi edades edades del fluido y condiciones condiciones de flujo. Sin embargo, embargo, en muchas aplicaciones tales variaciones no son significativas, y es e s razonable trabajar con valores promedio de c p,c , c p,h y U para el intercambiador de calor. Al aplicar un balance de energía energía a cada uno de los elementos diferenciales diferenciales de la figura 7, se sigue que
dq
!
dq
!
m Th h c p ,h d T
|
C h d T Th
(5)
y
m Tc c c p ,c d T
|
C c d T Tc
(6)
donde C h y C c c son las capacitancias térmicas de los flujos caliente y frío, respectivamente. Estas expresiones se pueden integrar a lo largo del intercambiador de calor para obtener los balances globales de energía dados por las ecuaciones 1b y b. La transferencia de calor a través del área superficial dA también se puede expresar como
dq ! U (TdA donde
(T
!
T h
T c
(7)
es la diferencia de temperaturas local entre los fluidos caliente y frío.
Para determinar determinar la forma integrada integrada de de la ecuación 7, comenzamos por sustituir sustituir las ecuaciones 5 y 6 en la forma diferencial de la ecuación 3
d ( (T ) ! dT h
dT c
para obtener
¨
d ( (T ) ! dq©©
1
ª C h
¸ ¹ C c º¹ 1
Al sustituir sustituir para dq de la ecuación 7 e integrar a lo largo del intercambiador de calor, obtenemos 2
´
d ( (T )
(T
1
2 ¨ 1 1 ¸ ! U © © C C ¹¹ d A c º 1 ª h
´
o
¨ (T 2 ¸ © (T ¹¹ ª 1 º
ln©
¨ 1 © C ª h
¸ ¹¹ C c º 1
UA©
!
(8)
Al sustitu sustituir ir para para C h y C c c de las ecuaciones 1b y b, respectivamente, respectivamente, se sigue que
¨ (T 2 ¸ ¨ T h ,i T h ,o T c ,o T c ,i ¸ UA ¹ ¹ ! UA© ! ( T h ,i T c ,i ) ( T h ,o T c ,o ) © ¹ © (T ¹ q q q ª º ª 1 º
?
ln©
A
Al reconoc reconocer er que, que, para para el intercamb intercambiad iador or de calor de flujo parale paralelo lo de la figura figura 7 ,
(T 1 ! ( T h ,i T c ,i ) y (T 2 q ! UA
!
obtenemos entonces ( T h ,o T c ,o ) , obtenemos
(T 2 (T 1 ln( (T 2 / ( T 1 )
Al comparar comparar la expresión expresión anterior anterior con la ecuación ecuación 4, concluimo concluimos s que la diferen diferencia cia de temperaturas promedio apropiada es una diferencia de temperaturas media logarítmica, podemos escribir (T ml . En consecuencia, podemos
q
!
UA(T ml
(9)
donde
(T ml
!
(T 2 (T 1 (T 1 (T 2 ! ln( (T 2 / (T 1 ) ln( (T 2 (T 1 )
(10)
Recuerde que, para el intercambiador de flujo paralelo,
« (T 1 | T h ,1 T c ,1 ! T h ,i T c ,i » ¬ (T | T T ! T T ¼ h ,2 c ,2 h ,o c ,o ½ - 2
(11)
I
m i
l
l j l j
Las distribuciones distribuciones de temperatura temperatura de los fluidos caliente y f río asociados con un intercambiador de calor en contraflujo se muestran en la figura 8. En contraste con el intercambiador de flujo paralelo, esta configuración mantiene transferencia de calor entre las partes más cal ientes de los dos fluidos en un extremo, así como entre las partes más frías en el otro.
i F i
8
i i
i
m
i
m i
Por esta razón, el cambio en la diferencia diferencia de temperaturas, temperaturas,
l
(T
l j l j .
!
T h
T c ,
con respecto a
x no es tan grande grande en ning n lugar como lo es para para la región de de entrada entrada del intercambiador en flujo paralelo. Tenga presente que la temperatura de salida del fluido frío puede puede exceder ahora ahora la temperatura temperatura de salida del fluido calien calien te. Las ecuaciones ecuaciones 1b y b se aplican a cualquier cualquier intercambiador intercambiador de calor calor y por tanto se pueden usar para el arreglo en contraflujo. Además, de un análisis como el que se llevó a cavo en para el caso de flujo paralelo, paralelo, se puede puede mostrar que que las ecuaciones ecuaciones 9 y 10 también se aplican. Sin embargo, para el intercambiador en contraflujo las diferencias de temperaturas en los puntos extremos se deben definir ahora como
« (T 1 ¬ (T - 2
|
T h ,1
T c ,1
|
T h ,2
T c ,2
!
!
T h ,i
T h ,o
» ¼ T c ,i ½
T c ,o
(1 )
Advierta Advierta que, que, con las mismas mismas temperatu temperaturas ras de entrada entrada y salida, salida, la diferen diferencia cia de temperaturas media logarítmica para el contraflujo excede la del flujo paralelo,
(T m ,
l C F
" (T m ,
l FP
. Por consiguiente el área superficial que se requiere para efectuar una
transferencia de calor establecida q es más pequeña para el contraflujo que para el arreglo en flujo paralelo, suponiendo el mismo valor de U . Nótese también que T c,o c,o puede exceder T h,o para contraflujo pero no para flujo paralelo. h,o
3.3 ANÁLISIS DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR: MÉTODO DE EFICIENCIA NUT. Es fácil usar el método de la diferencia de temperaturas media logarítmica ( TML) del análisis del intercambia intercambiador dor de calor calor cuando cuando se conocen las temperaturas temperaturas de entrada del del fluido y las te mperaturas mperaturas de salida se especifican o determinan con facilidad a partir de de las expresiones de de balance de energía, energía, ecuaciones 1b 1b y b. El valor de
(T ml
para el intercambiador se puede entonces determinar. Sin embargo, si sólo se conocen las temperaturas de entrada, el uso del del método TML requiere un procedimiento iterativo. En tales casos es preferible utilizar un método alternativo, que se denomina método de ef ici encia-NUT. ici en cia-NUT.
Rel
i
es
i i e i e ef i enc nc i
-NUT
Para cualquier intercambiador de de calor se puede demostrar que
¨
I !
f ©© NUT ,
ª
C mín ¸
¹
C máx º¹
(13)
donde C mín /C má /C /C /C c c , dependiendo de las magnitudes relativas de c c h o C h mín má x es igual a C las capacitancias térmicas de flujo del fluido caliente y frío. El númer o d e uni d es d e da d es tr ansferencia (NUT) es un parámetro adimensional que se usa ampliamente para el análisis del intercambiador de calor y se define como
NUT |
UA C mín
(14)
Para determinar una forma específica de la relación de eficiencia, ecuación 13, considere un intercambiador de calor de flujo paralelo para el que C mín mín=C k k. Se puede obtener
I !
T h ,i
T h ,o
T h ,i
T c ,i
(15)
y de las ecuaciones 1b y b se sigue que C mín C má x
!
h c p ,h m c c p ,c m
!
T c ,o T h ,i
T c ,i
T h ,o
Considere ahora la ecuación 8, que se puede expresar como
¨ T h ,o © T ª h ,i
ln©
T c ,o ¸
¹ ¹ T c ,i º
UA !
C mín
¨ ©©1 ª
C mín ¸
¹¹
C má x º
o de la ecuación 14 T h ,o
T h ,i
T c ,o T c ,i
«
!
ex p ¬
-
¨ © ª
UT ,©1
C mín ¸»
¹¹¼
C má x º½
(16)
luego de reacomodar, obtenemos para el i nter nter ca u cambiad iad or d e calor d e f l luj j o par al al elo I !
1 ex p
_ NUT ?1 C
1
mín
C
mín
Aa
/ C máx
/ C máx
(17)
ado que se puede obtener precisamente el mismo resultado para C mín c c, la ecuación mín=C 17 se aplica para cualquier intercambiado de calor en flujo paralelo, sin importar la capacitancia térmica de flujo mínima se asocia con el f luido caliente caliente o con el frío. Para el caso del arreglo en contr af l luj u j o obtendríamos la siguiente ecuación
_ NUT ?1 C / C Aa (18) / C ex p_ NUT ?1 C / C Aa
1 ex p
I !
1
C
mín
4.- MATERI MATERIALES ALES UTILIZ UTILIZADO ADOSS y
termometros de bulbo
y
1 cronometro
y
1 manometro diferencial inclinado
máx
mín
máx
mín
máx
4.- DATO DATOSS OBTE OBTENI NIDO DOSS EN LA EXPER EXPERIE IENCI NCIA A
PARALELO Pto
Qº
mºa
Tstd (2)
Tsti (3)
Tea (1)
Tsa(4)
Delta de P
v
t
V
A
TeH2O
TsH2O
/
-
-
ºC
ºC
ºC
ºC
pul H O
ml
s
vol
amp
ºC
ºC
1
40
40
31
30
44
15
0.1
100
60
45
1
6.4
6.8
80
80
38
38
46
9
0.7
105
71
70
.4
6
8
3
1 0
1 0
4
48
55
41
.15
80
70
105
3.5
6
33
4
160
160
46
59
69
51
3.9
110
69
140
4.6
6
39
5
00
00
37
78
88
6
5.7
100
76
175
5.6
6
48
CONTRAFLUJO Pto
Qº
mºa
Tstd (2)
Tsti (3)
Tea (1)
Tsa(4)
Delta de P
v
t
V
A
TeH2O
TsH2O
/
-
-
ºC
ºC
ºC
ºC
pul p ul H O
ml
s
vol
amp
ºC
ºC
1
40
40
30
5
8
5
0.1
100
96
45
1
5
5.5
80
80
35
6
48
3
0.45
110
43
70
.3
5
6
3
1 0
1 0
46
8
61
39
1.9
100
50
105
3.5
5
9.6
4
160
160
66
30
7
47
3.75
100
69
145
4.6
5.1
37
5
00
00
86
35
80
54
5.35
100
9
180
5.6
5.4
59.5
5.-EJEMPLO DE CÁLCULO PARA FLUJO PARALELO:
*Cálculo del flujo de agua:
mw = ǒw*V*10-6*36 ǒ w*V*10-6*3600 00 T mw = 996.81*100*10-6*3600 996.81*100*10-6*3600 60 mw = 5.981 Kg/h *Calor transferido:
Q = mw * Cpw*(Tsw - Tew) Q = 5.981*0.9975*(26.85.981*0.9975*(26.826.4) = 2.3 2.386 86 Kcal Kcal h
*Flujo de aire:
ma =
Q Cpa*(Tea- Tsa)
ma = 2.386 0.24*(44-15) ma = 0.343 Kg/s *Cálculo del coeficiente coeficiente pelicular
Para el aire ha = Q/A1*ǻT Q/A1*ǻT 1
A1 = ʌ* 1*L = 104.77 104.779*1 9*10 0 -3m
= 0,718 pulgadas pulgadas
L = 6 pies
ǻT = abs (Tea-T )-abs (Tsa-T3) Ln (abs (Tea-T (Tea-T )/abs )/abs (Tsa-T (Tsa-T3)) 3)) ǻT = abs (44-31)-abs (44-31)-abs (15-30) Ln (abs (44-31)/abs (15-30))
44 Aire 15
ǻT = 13.976 25.5
ha = .386/(104.779*1 .386/(104.779*10 0 -3*13.976) -3*13.976) ha = 1.6 1.6 9 Kca Kcall/m *h*c
Agua 25
Para el agua hw = Q/A Q/A *ǻT *ǻT, A = ʌ*
*L = 118.496*10-3 118.496*10-3
ǻTw = abs (T -Tew)-abs -Tew)-abs (T3-Tsw) Ln (abs (abs (T -Tew)/abs -Tew)/abs (T3-Tsw) (T3-Tsw))) ǻTw = abs (31- 6.4)-abs (30- 6.8) Ln (abs (abs (31 (31-- 6.4)/ 6.4)/ab abs s (30(30- 6.8)) 6.8)) ǻTw = 3.857 hw = .386 /9.053*118.496*10 -3 hw = 5. 5.
0 Kc Kcal/h*m *c
Coeficiente global (U): U = 1/AȈR =
1 A1 (1/ha*A1 (1/ha*A1 + ln (r /r1)/ ʌktL + 1/hw*A 1/hw*A )
Ln (r /r1) /r1)// ʌktL ʌktL = 34.6 34.658 584* 4*10-6 10-6 1/ha*A1 = 5.858 1/hw 1/hw*A *A = 1.6 1.616 16 U = 1. 1. 77 Kca Kcal/ l/h* h*m m *C
Eficiencia del intercambiador (E): E=
Q Cmin (Tea- Tew)
Comparemos: C1 = ma*ȡa ma*ȡa = 0.34 0.343*0. 3*0. 4 = .0563 .0563 C = mw*ȡw mw*ȡw = 5.981 5.981 *0.997 *0.9975 5 = 5.966 5.966 E = .386 *100 0.08 3 *(44- 6.4) E = 164.77%
LA TABLA DE DATOS DATOS DE ESTOS CALCULOS ES (lo bORRAS)
DATOS Te
Ts
(P
AGUA
AGUA
(pulgH 2O)
Vol (ml)
4
1,6
500
,5
6
,3
3
7,5
3
(ºC)
FLUJO PARALELO
CONTRA FLUJO
(ºC)
t (seg)
Te AIRE
Ts
Te
Ts
AIRE
TUBO
TUBO
(ºC)
(ºC)
(ºC)
(ºC)
45,81
77
39
6
30
500
50,66
87
44
7
3
,9
500
51,49
100
49
8
35
8
3,7
500
55,16
111
51
9
37
,5
7,8 7, 8
1,5
500 50 0
6
80
38
31
7
,3
9
,3
500
64,03
89
44
33
8
,5
31
,95
500
66,
105
47
36
9
,5
33,5
3,65
500
67
115
53
38
30
GR AFIC AS (lo ai
Rea
l j
a alel
am bia s)
q
graf i
180, 000
400, 400, 000
160, 000
350, 350, 000
140, 000
300, 300, 000
) h 250, 250, 000 / l
120, 000
/ l
a 100
, 000
a
80, 000 q
3
2
y = -2,367 2x + 7,8302x + 38,593x + 34,083
60, 000
200, 200, 000
K
150, 000 q 150,
2
y = 7,4391 7,4391x x + 9,3112 9,3112x x + 136, 136,91
100, 100, 000
40, 000
50, 50, 000
20, 000
0, 000
0, 000 8374, 4
11711, 2
12490, 7
14835, 14835, 5
11011, 9
16949, 1
16136, 1
afico
a
f l
aralelo
o
Rea
grafico ha vs Rea contraf lujo lujo
45,000
80, 000
40,000
70, 000
) 35,000 C º 2 30,000 m h 25,000 / l a 20,000 c K ( 15,000 a h 10,000
) 60, 000 C º 2 m50, 000 h / l 40, 000 a
y = 0,2848x3 - 4,8035x2 + 21,187x + 14,131
30, 000
( a 20, 000 h
y
-
9
69
-6
9
6
10, 000
5,000 0,000
0, 000
8374, 4
11711, 2
12490, 7
11011, 9
14835, 5
16949, 1
16136, 1
Rea
19301, 6
Rea
graf i hag Rea contraf l jo
grafico hag vs R a flujo paralelo 250,000
400, 400, 000
200,000
) 300, 000 º 300, 2
150,000
h / l 200, 200, 000
100,000
K150, 150, 000
350, 350, 000 250, 250, 000
a c
y=
,
6
-
,
+ 6 ,
+ , 6
g a
h
50,000
2
100, 100, 000
y = -9,197 9,1975x 5x - 2,301 2,3019x 9x + 345, 345,09
50, 50, 000 0, 000
0,000 8374, 4
11711, 2
12490, 7
14835, 14835,
11011, 9
16949, 16949, 1
16136, 1 Rea
Rea
gr afic f l j 1,600
19301, 6
Rea
Rea
g a h
q
a raf l j
a ic
v ar alel
E
c nt a
1, 600
NVT
l j
19301, 6
graf i hag Rea contraf l jo
grafico hag vs R a flujo paralelo
g a h
250,000
400, 400, 000
200,000
) 300, 000 º 300, 2
150,000
h / l 200, 200, 000
100,000
K150, 150, 000
350, 350, 000 250, 250, 000
a c
y=
,
6
-
,
+ 6 ,
+ , 6
g a
h
50,000
2
100, 100, 000
y = -9,197 9,1975x 5x - 2,301 2,3019x 9x + 345, 345,09
50, 50, 000 0, 000
0,000 8374, 4
11711, 2
12490, 7
14835, 14835,
11011, 9
16949, 16949, 1
16136, 1 Rea
Rea
gr afic f l j
19301, 6
a ic
v ar alel
E
c nt a
1,600
1, 600
1,400
1, 400
1,200
1, 200
NVT
l j
1, 000
1,000
T U0,800 N
V 0, 800
0,600
y = 0 ,0 3
0,400
2
x - 0 ,1
0, 600
x + 1 ,4 1
0,200
0, 400
2
y = 0,0073x - 0,1382x + 1,5373
0, 200
0,000
0, 000
69, 091
66, 667
66, 234 E
7.-
68, 182
73, 043
(%) (%)
67, 466
70, 303
67, 027
E %
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES y
Se observa que la diferencia de temperatura media logarítmica es mayor para el contraflujo que para el flujo paralelo, por consiguiente el área superficial que se requiere para efectuar una transferencia de calor establecida Q, es más pequeña para el contraflujo que para el arreglo en flujo paralelo. paralelo.
y
Se comprueba que la eficiencia de transferencia de calor entre fluidos para una instalación en contra flujo es mayor que la de paralelo, lo que tiene una estrecha relación con la conclusión anterior.
y
Se puede observar que el coeficiente pelicular para los fluidos (en flujo interno interno y flujo flujo externo) aumenta aumenta con el aumento aumento del n mero de Reynolds, pero pero tiende tiende a un valor constante para N mero de
7.-
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES y
Se observa que la diferencia de temperatura media logarítmica es mayor para el contraflujo que para el flujo paralelo, por consiguiente el área superficial que se requiere para efectuar una transferencia de calor establecida Q, es más pequeña para el contraflujo que para el arreglo en flujo paralelo. paralelo.
y
Se comprueba que la eficiencia de transferencia de calor entre fluidos para una instalación en contra flujo es mayor que la de paralelo, lo que tiene una estrecha relación con la conclusión anterior.
y
Se puede observar que el coeficiente pelicular para los fluidos (en flujo interno interno y flujo flujo externo) aumenta aumenta con el aumento aumento del n mero de Reynolds, pero pero tiende tiende a un valor constante para N mero de Reynolds altos (probablemente h sea constante para régimenes turbulentos turbulentos plenamente plenamente desarr ollados).
y
Se observa que la diferencia de temperatura media logarítmica es mayor para el contraflujo que para el flujo paralelo, por consiguiente el área superficial que se requiere para efectuar una transferencia de calor calor establecida Q, es más pequeña par par a el contraflujo que para el arreglo en flujo paralelo.
8.- BIBLIOGRAFIA: y
Manual de Laboratorio de Ingeniería Mecánica III - UNI-FIM
y
Web:
http:monografias.com/Intercambiador de calor