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cambiadores de corazay tubos
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TEMA 8.- Cambiadores de carcasa y tubos
CONTENIDOS DEL TEMA
8.1 Descripcin y tipos de cambiadores8.2 Caractersticas del diseo mecnico8.3 Consideraciones generales de diseo8.4 Procedimiento de diseo
8.4 Procedimiento de diseo (tema 8)
1. Definir el servicio: flujo de calor, flujos, Ts.2. Recopilar las propiedades fsicas de los fluidos:
, ,k3. Decidir Tipo de cambiador a utilizar
Carcasa y Tubos4. Seleccionar un valor de U5. Calcular la diferencia media de temperaturas, Tm6. Calcular el rea, A7. Escoger la distribucin del cambiador
Dimensiones tubos: do, L A = NtdoL NtComprobar: utubos N pasos por tubos
9.Calcular U a partir de los hi y comparar con el valor supuesto.
sdidi
o
sw
oo
ii
o
o h1
hdd
h1
2k
dLnd
hdd
U1
+++
+= id
Si Ucalculado < Usupuesto Volver a 6.
10.Calcular (-P)
8. Calcular los coeficientes individuales
11.Optimizar el diseo para minimizar costes(Repetir pasos 4-10). Generalmente Coste si A
8. Calcular los coeficientes individuales
Coef. individual del lado de los tubos8.1.- Correlaciones hi Tema 3
Reg. Turbulento Correlaciones:
Nu = CRe0,8Pr0,33(/s)0,14C = 0.021 para gases
C = 0.023 para lqs no viscosos
C = 0.027 para lqs. Viscosos
Reg. Laminar (Re < 2000) 3/13/114,0
sLkCpG01,2
LdRePr86,1Nu
=
=
Nu=hidi/k Reg. Transicin Flujo inestable (hay que evitarlo)
Correlaciones
hj
(12.13)
Nu = CReaPrb
8.2.- Mtodo grfico:Factor de TQ (jh) = f(Re, L/di)
Coef. individual del lado de carcasaElegir una distribucin de los tubos: al tresbolillo, cuadrada o cuadrada girada
14.0
S
33.0h
ii RePrjkdh
=
(12.15)
(fig 12.23)
Factor de correccin del coeficiente de TC del tubo
Coef. individual del lado de carcasaElegir una distribucin de los tubos: al tresbolillo, cuadrada o cuadrada girada
Mtodos de diseo:
A.- Mtodos aproximados:Mtodo de Kern
B.- Mtodos rigurosos: Mtodo de Bell
Caminos y fugas del fluido en carcasa
rea mx. perpendicular al flujo:t
otBss P
)dP(ldA =
lB: espaciado entre placas deflectoras ds: Dimetro interior carcasa
1.Calcular el rea para flujo transversal, As para una fila hipottica de tubos en el centro de la carcasa
Mtodo de KernFundamento buscar una velocidad lineal media y un flujo msico medio del fluido de carcasa. Considerando Asy de.
2.Calcular la densidad de flujo msico por carcasa, Gs, y la velocidad lineal, us
Densidad de flujo msico:s
s AG'G =
3.Calcular el dimetro equivalente de carcasa, deDistribucin cuadrada:
)d785.0P(d27.1
d4/dP4d 2o
2t
oo
2o
2t
e =
=
Distribuc. Triangular equiltero:
)d917.0P(d10.1
2/d4d
21P87.0
2P
4d 2o2t
oo
2o
tt
e =
=
4.Calcular el Re de carcasa
5.Determinar hs (coef. individual de carcasa)
Correlacin emprica (Kern):
0.141/3 ' o e e shs
h d d G Cpjk k
=
jh = f(Re, corte placas deflectoras) fig 12.23
Ec 12.25
Factor de correccin del coeficiente de TC de lado de la carcasa
10.Calcular (-P)
10.1 En los tubos
Tubo recto Forma: entrada/salida ...
2u5.2
dLj8N)P(
2t
m
wifp
+
=
Np= n pasos por los tubosm = 0.25 para Re < 2100m = 0.14 para Re > 2100
jf
10.2 En carcasa-Mtodo de Kern
14.02
28)(
=
w
s
Be
sfs
ulL
dDjP
lB = espaciado entre placas deflectoras= n de veces que el fluido cruza la bancada = (Nb +1)
12.26
jf: fig.12.30 Coulson
jf
Re
TEMA 8.- Cambiadores de carcasa y tubosOBJETIVOS
1. Conocer las distintas configuraciones de cambiadores de carcasa y tubos
2. Nombrar un intercambiador de carcasa y tubos de acuerdo a las normas TEMA
3.Seleccionar el intercambiador ms adecuado para una determinada aplicacin
4.Identificar las partes bsicas de un intercambiador de carcasa y tubos
5.Conocer las dimensiones y parmetros ms habituales de los intercambiadores de carcasa y tubos
6.Dimensionar intercambiadores de carcasa y tubos
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