Diseño de un intercambiar de calor tubular para la medir experimentalmente coeficientes peliculares y global de transferencia de calor. /

Abstract

En el presente trabajo se describen las pautas para el diseño de un intercambiador de calor tubular. Para esto midieron la temperatura y flujo volumétrico máximo de entrada al intercambiador de calor en el sitio de instalación del equipo. Con él la temperatura de entrada se consideraron las temperaturas de entrada y salida del fluido caliente. Realizando cálculos de balance de calor se determinó el flujo másico; las temperaturas se las corroboró con el análisis de pliegue determinando si existe un aprovechamiento adecuado de la energía; si las consideraciones de temperatura están bien definidas el valor de MLTD (temperaturas medias logarítmica) existe como número real y el valor de corresponder a un intercambiador de calor con número de pasos existente. Las repeticiones reiterativas de prueba y error se las llevó a cabo variando el coeficiente total de diseño ( ), de ahí se obtuvo el área del intercambiador de calor, con el área, haciendo una estimación de la longitud del intercambiador y con la ayuda de anexo C se determina el número de tubos o se toma el número más próximo. Con el número de tubos fijo se calcula nuevamente el coeficiente total de diseño ( ) ya corregido. () RP F T , D U D U De lado de los tubos se calcula el área de flujo ( ), masa velocidad, velocidad de flujo y número de Reynolds para un banco de tubos ( o ). Con el valor obtenido del número de Reynolds y con la tabla del anexo E se determina coeficiente pelicular ( ). t a ( ) t G ) (v ReN t Re i h De lado de la coraza se calcula el área de flujo ( ), número de cruces ( ), espaciado y el correspondiente número de deflectores, masa velocidad ( ), diámetro equivalente de lado de la coraza ( ) y número de Reynolds ( ). Con el valor obtenido del número de Reynolds se obtiene el factor de transferencia de calor ( ) del anexo F y coeficiente pelicular ( ). as 1 + N SG e D S Re H j oh Con el coeficiente pelicular obtenido de lado de los tubos ( ) y de lado de la coraza ( ) se determina el coeficiente total limpio ( ) que las relaciona como dos resistencias térmicas en paralelo. De ahí se determina el factor de obstrucción práctico ( ). Si el factor de obstrucción práctico es menor al requerido se realizan los cálculos mencionados anteriormente variando los valores ya sea del coeficiente total de diseño ( ), la longitud del intercambiador de calor, el número de cruces ( ), espaciado, y número de deflectores hasta obtener que el factor de obstrucción práctico ( ) sea igual o superior al teórico. Una vez logrado esto se calcula la caída de presión de lado de la coraza y tubos teniendo en cuenta que la caída de presión obtenida no debe exceder 68950 o de 10 . i h oh C U dR D U 1+N d R s Pa  2 in Lbf Para facilitar el procedimiento de cálculos se elaboró en computador un programa codificado en C++, que realiza los cálculos mencionados anteriormente y calcula los valores de capacidad calorífica, densidad, y viscosidades y realiza la interpolación correspondiente a estos valores.