Embed Size (px)
DESCRIPTION
CURSO TRANSFERENCIA DE CALOR, INTERCAMBIADOR DE CALOR
Citation preview
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 1/31
UNI-FIM MN31
0
0
[Escriba elsubtítulo deldocumento]UNIVERSIDAD NACIONAL DE
INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA
MONOGRAFÍA Nº 2
TEMA: INTERCAMBIADORES DE CALOR DOBLE,
DE TUBO Y DE CORAZA
CURSO: TRANSFERENCIA DE CALOR.
CÓDIGO CURSO: MN310.
PROFESOR: ING. MANUEL VILLAVICENCIO.
ALUMNO: TARAZONA VALVERDE, ALBERTO
ERASMO.
CURSO: 2011010F.
FEC!A DE ENTREGA: 01"0#"201$
SECCIÓN: C.
M
N
3
1
2015-I
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 2/31
UNI-FIM MN31
0
INDICE
Introducción……………........................................................................2
Objetivos...............................................................................................3
Marco teórico..……………….................................................................4
Planteamiento del roblema...................................................................!
"#$O I..................................................................................................%%
"#$O II………..…................................................................................%3
"#$O III………………………………………………………….…………%&
'esultados…………………………………………………………………%(
"onclusiones.......................................................................................%)
*iblio+ra,ía..........................................................................................%!
1
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 3/31
UNI-FIM MN31
0
TAINTRODUCCION
El desarrollo de nuevas tecnolo+ías en rocesadores electrónicos -a roducidorocesadores cada ve m/s oderosos0 1ue in,luencian todas las ,acetas de
nuestra vida diaria. "on rocesadores m/s oderosos0 una consecuencia -a
sido el incremento en la +eneración de calor.
Eisten muc-os rocesos de in+eniería 1ue re1uieren de la trans,erencia de
calor. Para este roceso se necesitan los intercambiadores de calor0 los cuales
se utilian ara en,riar o calentar ,luidos. Por muc-os aos0 el diseo de estos
e1uios -a sido un +ran reto ara los investi+adores0 debido a las ei+encias
del a-orro ener+tico.
El roceso de intercambio de calor entre dos ,luidos 1ue est/n a di,erentes
temeraturas 5 searados or una ared sólida ocurre en muc-as alicaciones
de in+eniería. El disositivo 1ue se utilia ara llevar a cabo este intercambio
se denomina intercambiador de calor0 5 las alicaciones esecí,icas se ueden
encontrar en cale,acción de locales 5 acondicionamiento
de aire0 roducción de otencia0 recueración de calor de desec-o 5 al+unos
rocesamientos 1uímicos.
2
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 4/31
UNI-FIM MN31
0
OB%ETIVOS
6eterminar la e,iciencia de las aletas deendiendo del tio de materialrouesto a utiliar.Encontrar los ,actores considerados ara mejorar el desemeo del
radiador."alcular el n7mero de aletas ara un desemeo ótimo del radiador.Encontrar un diseo económico 5 r/ctico ara el roblema lanteado.
3
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 5/31
UNI-FIM MN31
0
MARCO TEORICO
8os intercambiadores del tio de coraa 5 tubo constitu5en la arte m/simortantes de los e1uios de trans,erencia de calor sin combustión en
las lantas de rocesos 1uímicos.
Eisten en la literatura numerosos mtodos ara el diseo de Intercambiadores
de calor de tubo 5 coraa. Entre los m/s conocidos se encuentran el Mtodo de
9ern0 el Mtodo de *ell 6ella:are0 el mtodo de E,iciencia ; <=>0 el Mtodo
de la =emeratura Media 8o+arítmica0 el Mtodo de =in?er 5 Mtodo de @ills
and A-onston. En el resente trabajo se describen al+unos de estos mtodos 5se ro,undia en el diseo de intercambiadores a travs del Mtodo de 9ern.
• T&'() *+ I-+/&*(+) *+ C(
8os intercambiadores normalmente se clasi,ican de acuerdo con el arre+lo del
,lujo 5 el tio de construcción. El intercambiador de calor m/s simle es a1uel
en 1ue los ,luidos caliente 5 ,río se mueven en la misma dirección Bno
necesariamente el mismo sentidoC en una construcción de tubos concntricos.
En el arre+lo coDcorriente o aralelo0 los ,luidos caliente 5 ,río entran or un
etremo Bambos or el mismoC 5 salen or el otro. En el arre+lo contracorriente0
los ,luidos entran or etremos ouestos 5 ,lu5en en sentidos ouestos ara
salir or etremos ouestos a su ve. Ber ,i+ura %C
4
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 6/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura %. Flujos en intercambiadores de calor
5
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 7/31
UNI-FIM MN31
0
En la ,i+ura 2 se muestran los di,erentes tios de intercambiadores de calor de
tubo 5 coraa de acuerdo a la norma =ema
Fi+ura 2. "lasi,icación de los intercambiadores de tubo 5 coraa acorde a la
norma =EM#.
• D&4++-+) 5-(*() ' + *&)+6( *+ I-+/&*(+) *+ C(
En todos los mtodos siemre se arte del dato de la cantidad de calor a
trans,erir o de la di,erencia de temeraturas deseada0 así como de lasroiedades de los lí1uidos o +ases 1ue intervienen en el roceso. En la ,i+ura
3 se muestra el dia+rama de c/lculo de un Intercambiador de calor
6
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 8/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura 3. 6ia+rama de blo1ue ara el c/lculo de un intercambiador de calor
• Mtodo 6ono-ue
El c/lculo del coe,iciente de trans,erencia de calor se basaba or rimera ve
en el /rea de ,lujo
disonible 1ue se calculaba como una media +eomtrica entre el /rea mínimade aso entre de,lectores B/rea transversalC 5 el /rea de aso disonible en el
de,lector B/rea lon+itudinalC. $in embar+o0 no tenía en cuenta el e,ecto de las
di,erentes con,i+uraciones de los tubos. Para el c/lculo de la rdida de car+a
se roonía la utiliación de las curvas de ,actor de ,ricción obtenidas or
"olburn con un ,actor de se+uridad elevado. Por rimera ve se consideró el
e,ecto de la ventana del de,lector0 considerando esta ventana como un ori,icio
con un coe,iciente de descar+a de G.(. Este mtodo0 aun1ue mu5 simle deutiliar0 roorciona unos resultados oco recisos0 debido b/sicamente a 1ue
las correlaciones se obtuvieron con intercambiadores e1ueos con
+eometrías nada est/ndares.
• Mtodo =in?er
#l ,inal de los aos 4G0 al mismo tiemo 1ue aarecían los mtodos inte+rales0
se -acía evidente 1ue el ,lujo 1ue se establecía en carcasa era comlejo 5 con
una +ran deendencia de la +eometría de construcción del intercambiador. #
ello contribu5eron las rimeras visualiaciones del ,lujo 1ue se obtuvieron a
,inales de los aos 4G 5 rinciios de los &G. $e observó 1ue solo una arte del
,luido se+uía el camino HcorrectoH a travs del -a de tubos0 el resto asaba a
travs de /reas de ,u+a Bentre tubo 5 de,lector0 entre de,lector 5 carcasa 5 entre
el -a de tubos 5 la carcasaC. Estas /reas de ,lujo son inevitables en la
7
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 9/31
UNI-FIM MN31
0
construcción 5 montaje del intercambiador 5 determinan los ,lujos 1ue se
establecen en carcasa.
>n mtodo basado en correlaciones de ,lujo a travs de un banco de tubos
ideal o un mtodo inte+ral di,ícilmente uede incororar toda la in,ormación de
los di,erentes ,lujos 1ue se establecen en carcasa 5 como consecuencia de
ello0 deendiendo del tio de construcción0 los errores al alicar los mtodosueden variar considerablemente.
El mtodo analítico recibe este nombre or1ue en cada intercambiador se lleva
a cabo un an/lisis del ,lujo establecido en la carcasa. El rimer an/lisis del ,lujo
establecido en la carcasa ,ue realiado or =in?er B%!&%C 1ue rouso el
si+uiente modelo de ,lujo.
Fi+ura 4. 6istribución "orrientes =in?er
8a rdida de car+a 1ue eerimenta la corriente rincial B*C al asar de un
esaciado entre de,lectores al si+uiente act7a como ,uera imulsora ara las
otras corrientes ,orando a arte del ,luido a asar or las /reas de ,u+a. 8a
reartición de caudales entre las di,erentes corrientes deender/ de
la resistencia al ,lujo 1ue encuentre el ,luido al asar or cada uno de los
caminos0 teniendo en cuenta 1ue la erdida de car+a -a de ser la misma ara
8
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 10/31
UNI-FIM MN31
0
todas las corrientes. >na ve obtenido el caudal de la corriente * se uede
determinar el coe,iciente de trans,erencia de calor alicando una correlación de
,lujo cruado en un banco de tubos ideal.
Este mtodo suonía un +ran avance en la interretación en la aroimación a
la realidad del ,lujo establecido en la carcasa0 sin embar+o0 aso desaercibido
or la +ran di,icultad de c/lculo 1ue entraaba teniendo en cuenta lasosibilidades de comutación de la oca0
6ebido a 1ue el roceso de c/lculo era un roceso iterativo mu5 laborioso ara
realiarlo a mano. <o ,ue -asta rinciios de los aos (G0 con la osibilidad de
utiliar comutadores ersonales ara realiar los c/lculos0 1ue se udo
arovec-ar el otencial del mtodo desarrollado or =in?er.
• Mtodo de *ellD6ela:are
El mtodo *ellD6ela:are roone calcular el coe,iciente de trans,erencia de
calor del lado carcasa utiliando las correlaciones obtenidas ara ,lujo en un
banco de tubos considerando 1ue todo el caudal 1ue circula or la carcasa
atraviesa el banco de tubos. Posteriormente este coe,iciente ideal de ,lujo
cruado se corri+e or una serie de ,actores ara tener en cuenta las ,u+as 1ue
se roducen.
8a erdida de car+a en el lado carcasa se calcula como suma de las rdidas
de car+a ara ,lujo cruado ideal 5 de la rdida de car+a en la ona de la
ventana. 8os errores de este mtodo ueden ser del 4G en rdida de car+a
5 normalmente redicen rdidas de car+a ma5ores a las reales. El error en el
coe,iciente de trans,erencia de calor es alrededor del 2&. 8a di,erencia con
9
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 11/31
UNI-FIM MN31
0
resecto al mtodo analítico rouesto or =in?er reside en 1ue no
estableceinteracción entre los e,ectos de las corrientes de ,u+a.
"on el desarrollo 5 la etensión de las comutadoras se desarrollaron losrimeros ro+ramas de c/lculo de intercambiadores 1ue se basaron en el
mtodo analítico rouesto or =in?er conocido como Han/lisis de corrientesH.
En los c/lculos realiados a mano se continuó 5 contin7a utiliando el mtodo
de *ellD6ela:are. <o obstante @illis 5 Ao-nston B%!)4C rousieron una vía
alternativa0 intermedia entre los dos mtodos0 resentando una versión
simli,icada del mtodo de an/lisis de corrientes. Este mtodo0 adotado or
En+ineerin+ $ciences 6ata >nit B%!)3C0 roone 1ue ciertos coe,icientescaracterísticos del mtodo relacionados con la resistencia al ,lujo son
constantes e indeendientes del caudal0 es decir0 solo deenden de
la +eometría del sistema.
Este 7ltimo mtodo con resecto al mtodo de *ellD6ela:are resenta una
ma5or aroimación a la realidad resecto a la interacción entre las corrientes.
#un1ue el roceso de c/lculo es m/s laborioso or las necesarias iteraciones0
or un lado esto se ve comensado or la resentación de los coe,icientes
mediante ecuaciones0 lo cual ermite la comleta ro+ramación del mtodo0 5
or otro lado el roceso de iteración no resenta nin+una di,icultad si se utilia
unro+rama de c/lculo.
El mtodo 9ern es recomendable solo ara roorcionar un estimado
o valores de inicio ara una iteración con otro mtodo0 1ue udiera ser el *ellD
10
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 12/31
UNI-FIM MN31
0
6ela:are o el @illsDAo-nson el cual es m/s reciso 5 solo re1uiere oco
c/lculos adicionales. El uso del so,t:are esecialiado a5uda en +ran medida a
mejorar los rocesos de diseo de los intercambiadores de calor en todas sus
etaas0 sobre todos cuando se necesita realiar c/lculos iterativos0
roorcionando adem/s de ma5or recisión0 un tiemo de c/lculo en el
roceso de diseo muc-o m/s corto.
Paralelamente0 estos mtodos de c/lculo se van nutriendo de las nuevas
correlaciones desarrolladas or los investi+adores0 cu5o trabajo a su ve es
,acilitado or las ventajas comutacionales de la actualidad.
• M5-(*( *+ -+'+-7 +*& (89-&/ ( +*& (89-&/ *+
*&4++/& *+ -+'+-7
8a di,erencia de temeratura media lo+arítmica Btambin conocido como
8M=6C se utilia ara determinar la temeratura del motor de la trans,erencia
de calor en sistemas de ,lujo0 esecialmente en los intercambiadores de
calor. 8M=6 es la media lo+arítmica de la di,erencia de temeratura entre los
arro5os calientes 5 ,ríos en cada etremo del intercambiador. "uanto ma5or
sea el 8M=60 m/s calor se trans,iere. El uso de la 8M=6 directa sur+e del
an/lisis de un intercambiador de calor con el constante ,lujo de ,luidos 5
roiedades trmicas.
6e,inición$uonemos 1ue un intercambiador de calor de +enricos tiene dos
lados Blo 1ue llamamos H#H 5 H*HC en la 1ue el ,río 5 caliente arro5os entrar o
salir 50 a continuación0 la 8M=6 se de,ine or la ecuación si+uienteJ
11
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 13/31
UNI-FIM MN31
0
Para alicar este mtodo se realian las si+uientes suosicionesJ
D8as roiedades de las corrientes son constantes
DEl intercambio de calor se realia en estado estacionario
D"ada corriente tiene un calor eseci,ico constante
DEl coe,iciente +lobal de trans,erencia de calor es constante
D8a conducción aial a lo lar+o de los tubos es insi+ni,icante
D<o -a5 rdida de calor
DEl ,lujo es en contraD o coDcorriente
• Mtodo de 9ern
Este mtodo -a sido adotado como un est/ndar or la industria durante
muc-os aos. 8as correlaciones ara el c/lculo de la trans,erencia de calor 5 la
rdida de car+a se obtuvieron de intercambiadores est/ndar con un corte dede,lector del 2& Buna decisión acertada or1ue en la ma5oría de los casos es
el mejor diseoC.
8a redicción de la trans,erencia de calor varía entre li+eramente inse+ura
Bvalor suerior al realC 5 mu5 se+ura Bvalor in,erior al realC. Mientras 1ue las
redicciones de la rdida de car+a se sit7an en el lado de se+uridad con
errores sueriores al %GG . En r+imen laminar los errores todavía son+randes debido a la oca in,ormación disonible en el momento 1ue se elaboró
el mtodo.
$i bien los resultados obtenidos or el mtodo 9ern no resentaron una +ran
mejora resecto a las correlaciones eistentes0 el mrito del ito obtenido se
encuentra en el -ec-o de -aber resentado un mtodo +lobal de diseo0
resentando adem/s varios ejemlos de c/lculo. Es evidente 1ue no uede ser
12
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 14/31
UNI-FIM MN31
0
utiliado como un mtodo de diseo or1ue la sobrestimación de la rdida de
car+a uede llevar a diseos conservadores0 con una +ran searación de
de,lectores o con di/metros de carcasa sueriores0 5 or consi+uiente con
coe,icientes de trans,erencia de calor bajos. $in embar+o0 todavía se si+ue
utiliando en la industria ara comrobar el ,uncionamiento trmico de los
intercambiadores.
• FundamentoJ buscar una velocidad lineal media 5 un ,lujo m/sico medio
del ,luido de carcasa. "onsiderando #s 5 de.
6atosJ"aacidad calorí,ica del lí1uido o +as a en,riar o calentar
"aacidad calorí,ica del lí1uido o +as a usar como re,ri+erante o calentador.
6i,erencia de temeraturas deseadas.
# continuación se elica en detalle el rocedimiento ara disear un
intercambiador de calor de tubo 5 coraa basado en el mtodo de 9ern
• 6eterminar K
=ci ; =emeratura de entrada del lí1uido ,río en L"
=co ; =emeratura de salida del lí1uido ,río en L"
=-i ; =emeratura de entrada del lí1uido caliente en L"
=-o ; =emeratura de salida del lí1uido caliente en L"
"- ; "alor esecí,ico del lí1uido caliente en A?+ 9
"c ; "alor esecí,ico del lí1uido ,río en A?+ 9
13
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 15/31
UNI-FIM MN31
0
• 6eterminar 8M=6
• "alcular los ,actores de corrección ' 5 P
•
"alcular el Factor de corrección de la temeratura media lo+arítmica
Este valor de F0 uede calcularse tambin or el si+uiente +r/,icoJ
14
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 16/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura &0 Factor de corrección de temeratura ara un aso or la coraa 5 dos
o m/s asos or el tubo
• Nallar un valor aroimado del coe,iciente +lobal de trans,erencia de
calor or la ,i+ura si+uienteJ
15
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 17/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura . alor asumido del coe,iciente +lobal de trans,erencia de calor
16
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 18/31
UNI-FIM MN31
0
• "alcular el /rea ara ,lujo transversal0 #s ara una ,ila -iottica de
tubos en el centro de la carcasa Brea m/. erendicular al ,lujoCJ
• Nacer una selección revia de los tubos a utiliar en cuanto a tubos
normaliados con su di/metro eterior e interior 5 esco+er una lon+itud dada
del tubo 8.
• "alcular el /rea de un tubo
6ondeJ dG es el di/metro eterior del tubo
• "alcular el n7mero de tubos
• Ele+ir un arre+lo 5 un aso entre los tubos Bdistancia entre tubosC
• "alcular el di/metro del -a de tubosJ
8os valores de ?% 5 n% se -allan or la tabla.%
=abla % alores de los "oe,icientes 9% 5 n%
<7mero de
ases #rre+lo =rian+ular de los tubos #rre+lo cuadrado de los tubos
$t Q%02& do $t Q%02& do
9% n% 9% n%% G03%! 20%42 G02%& 202G(
2 G024! 202G( G0%& 202!%
4 G0%(& 202)& G0 %&) 2023
G0G(43 204!! G0G4G2 20%(
) G0G3& 20(& G0G33% 2043
• Nallar la clarencia diametral or la ,i+ura si+uienteJ
17
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 19/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura (. Nol+ura o clarencia entre la cora 5 el -a de tubos
•
Nallar el di/metro de la conc-a
donde " es la clarencia en mm.
• Estandariar 6$
• "alcular el coe,iciente de trans,erencia de calor en el lado del tubo
Para a+uaJ
18
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 20/31
UNI-FIM MN31
0
6ondeJ -i ; coe,iciente de trans,erencia de calor en el lado del tubo en @m2
L"
t ; temeratura del a+ua en L"
ut ; velocidad del a+ua en m se+
di ; di/metro interior del tubo en mm.
Para cual1uier ,luidoJ
'e ; n7mero de 'e5nolds
Pr ; n7mero de Prandtl
?, D "onductividad trmica del ,luido0 @mL"0
RS ; viscosidad del ,luido en <sm2
RS@ ; viscosidad del ,luido en la ared
El valor de j- se -alla or la ,i+ura ) en ,unción del n7mero de 'e5nolds
• 6ecidir el esaciamiento de los de,lectores 5 estimar el coe,iciente de
trans,erencia de calor en el lado de la coraa.
El esaciamiento entre de,lectores se uede ele+ir de acuerdo a la si+uiente
recomendaciónJ
l* Q G.G& a G.& m en deendencia de las dimensiones del intercambiador o or
la eresión
D es un valor 1ue se uede tomar entre 3 5 !
$e determina el aso entre los tubos
$e determina el /rea erendicular al ,lujo
19
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 21/31
UNI-FIM MN31
0
20
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 22/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura ). Factor de trans,erencia de calor j- en el lado del tubo
$e calcula la velocidad del ,luido or el lado de la coraa0 Ts0 5 la velocidad
lineal0 us
6ondeJ
T ; es el ,lujo m/sico en el lado de la coraa en ?+s0
DUD densidad del ,luido en el lado de la coraa en ?+m3
$e calcula el di/metro e1uivalente o di/metro -idr/ulico de la carcasa0 de
Para distribución cuadradaJ
Para distribución trian+ular e1uil/teraJ
donde de es el di/metro e1uivalente en m
$e calcula el n7mero de 'e5nolds 5 el n7mero de Prandtl or el lado de lacoraaJ
$e eli+e el de corte de los searadores ara calcular j- de la ,i+ura !.
$e -alla el coe,iciente de trans,erencia de calor de la coraaJ
?, D "onductividad trmica del ,luido0 @mL"0
21
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 23/31
UNI-FIM MN31
0
22
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 24/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura ! alores del ,actor de trans,erencia de calor j- ara calcular la
trans,erencia de calor en el lado de la coraa ara searadores se+mentados
• "alcular el coe,iciente total de trans,erencia de calor inclu5endo los
coe,icientes de ensuciamiento o incrustación
dondeJ
>o ; "oe,iciente total de trans,erencia de calor basado en el /rea eterior del
tubo en @m2 L"-o ; coe,iciente eterior de la elícula de ,luido en @m2 L"
-i ; coe,iciente interior de la elícula de ,luido en @m2 L"
-od; coe,iciente eterior de ensuciamiento en @m2 L"
-id; coe,iciente interior de ensuciamiento en @m2 L"
9: ; conductividad trmica del material de la ared del tubo en @m2 L"
di ; di/metro interior del tubo en m
do ; di/metro interior del tubo en m• $e calcula la caída de resión en el lado del tubo 5 de la coraa
8ado del tuboJ
donde J
UPt D caída de resión en el lado del tubo en Pa
< ; n7mero de ases or el lado del tubo
ut ; velocidad en el lado del tubo en ms
8 ; lon+itud de un tubo.
El valor del ,actor de ,ricción j, se -alla de acuerdo al n7mero de 'e5nolds or
la ,i+ura %G
8ado de la coraaJ
6ondeJ
23
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 25/31
UNI-FIM MN31
0
8 ; lon+itud del tubo en m
l* ; Esaciamiento entre de,lectores en m
El trmino B8l*C es el n7mero de veces 1ue el ,lujo crua el -a de tubos 5 es
i+ual a <b V%0 donde <b es el n7mero de esaciadores.
El ,actor de ,ricción or la ,i+ura %%
24
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 26/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura %G. alores del ,actor de ,ricción j, en ,unción del n7mero de 'e5nolds
ara el tubo
25
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 27/31
UNI-FIM MN31
0
Fi+ura %%. alores del ,actor de ,ricción j, en ,unción del n7mero de 'e5nolds
ara la coraa
26
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 28/31
UNI-FIM MN31
0
• $e calcula el costo total del intercambiador de calor.
El costo total "tot inclu5e la inversión de caital B"iC0 el costo de la ener+ía
B"eC0 el costo de oeración anual B"oC 5 el costo total de descuento de
oeración de B"odC
#dotando la correlación de Nall0 el caital de inversión "i se calcula en
,unción del /rea suer,icial del intercambiadorJ
6onde0 a% Q )GGG0 a2 Q 2&!02 5 a3Q G0!3 ara el intercambiador -ec-o
de acero inoidable tanto ara la coraa como ara los tubos El descuento de
costo total de oeración en relación con otencia de bombeo ara suerar las
rdidas or ,ricción se calcula de la si+uiente ecuación0
27
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 29/31
UNI-FIM MN31
0
CONCLUSION
En el resente trabajo se -a dado una anor/mica de los di,erentes mtodos
eistentes ara el diseo de intercambiadores de calor de tubo 5 coraa. $e
-an untualiado las características de cada mtodo0 -aciendo -incai en el
mtodo de 9ern. $e estableció una secuencia ló+ica ara el diseo de
intercambiadores de calor en base al mtodo de 9ern 5 a la eeriencia de los
autores
28
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 30/31
UNI-FIM MN31
0
BIBLIOGRAFÍA
%. . T. 8EI"N0 "urso de Física =eórica ol. % 5 20 2W Edición0 Ed. 'evert0 $.#.0 Esaa0 %!(.
2. 6. N#88I6#X0 '. 'E$<I"90
Física
Parte I 5 II0 Ed. Ao-n @ile5 R $ons0 inc.0 %!.
3. '. $E'@#X0 '. *EI"N<E'. Física ol % 5 2. & Y Edición McT'#@ NI88. 2GG2.
4. A. 8IE<N#'6 I0 A. 8IE<N#'6 0 # Neat =rans,er =etboo? 3W Edición0 P-lo+iston Press0
"ambrid+e Massac-usetts0 2GG4.
&. MI"'O$OF= "O'PO'#=IO<. *iblioteca de "onsulta Encarta 2GG&.
. *E>"NE0 F. Fundamentos de Física. Primera Edición. Mico 6.F.0 Mico. Editorial McTra:
Nill de Mico0 $.#. %!(G.
(. -ttJenc5cloedia.t-e,reedictionar5.com'a5lei+-DAeans2Gla:
). -ttJ:::.ta,tan.comt-ermod5namics'#6I#=.N=M
29
7/17/2019 INTERCAMBIADOR DE CALOR
http://slidepdf.com/reader/full/intercambiador-de-calor-568f020d41462 31/31
UNI-FIM MN31
0
ERASMO.
