9
7/29/2019 1.Calculo de Intercambiadores de Calor http://slidepdf.com/reader/full/1calculo-de-intercambiadores-de-calor 1/9 INRTERCAMBIADOR t2 (ºC) t1 (ºC) ΛT q (m3/h) m (kg/s) d. int (m) d.ext (m) tª calor. (ºC) ρ (kg/m3) Cp (KJ/kgK) μ (Ns/m2) K (w/mk) Prand 60 34 26 1.760 0.484 0.08 0.084 47 990.3 4.175 596.3 637.4 3.906 T1 (ºC) T2 (ºC) ΛT Q (m3/h) M (kg/s) D.int (m) D.ext (m) Tª Calor. (ºC) ρ (kg/m3) Cp (KJ/kgK) μ (Ns/m2) K (w/mk) Prand 80 55 25.0 1 .860 0.507 0.123 0.127 67.5 980.6 4.184 433.5 659.1 2.752 Pot.term.intercambio (kW) 52.99 52.6 t(ºC) ρ (kg/ Cp (KJ/ μ ( Ns/m2K (W7m Pr Cmin 2.12 60.2 20 999.5 4.18 1001 599.8 6.975 Cmax 2.021 DTLMce (ºC) 20.50 25 997.9 4.176 890.1 608 6.114 R 1.049 30 996.2 4.175 797.6 616 5.406 ε 0.543 Fango 35 994.3 4.174 719.6 623.6 4.817 NTU 1.226 Reynolds 12922.08 40 992.4 4.174 653.3 630.7 4.323 A(m2) 7.496 Nusselt 79.39 45 990.3 4.175 596.3 637.4 3.906 Coef.pelic. Hint (W/m2K) 632.51 50 988.1 4.177 547.1 643.6 3.551 L(m) 28.41 Fact.Ensuciamiento (m2K/W) 0.0005 55 985.7 4.179 504.2 649.3 3.245 60 983.2 4.182 466.6 654.4 2.981 Agua solar 65 980.6 4.184 433.5 659.1 2.752 Reynolds 38155.64 70 977.9 4.188 404.1 663.2 2.551 Nusselt 1 169.82 75 975 4.191 378 666.9 2.375 Nusselt 2 155.23 Coef.pelic.Hext (W/m2K) 2623.44 Fact. Ensuciamiento (m2K/W) 0.0003 Resist.termica material 1.73E-05 Fango Agua Solar 

1.Calculo de Intercambiadores de Calor

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INRTERCAMBIADOR

t2

(ºC)

t1

(ºC)ΛT

q

(m3/h)

m

(kg/s)

d. int

(m)

d.ext

(m)

tª calor.

(ºC)

ρ

(kg/m3)

Cp

(KJ/kgK)

μ

(Ns/m2)

K

(w/mk)Prand

60 34 26 1.760 0.484 0.08 0.084 47 990.3 4.175 596.3 637.4 3.906

T1

(ºC)

T2

(ºC)ΛT

Q

(m3/h)

M

(kg/s)

D.int

(m)

D.ext

(m)

Tª Calor.

(ºC)

ρ

(kg/m3)

Cp

(KJ/kgK)

μ

(Ns/m2)

K

(w/mk)Prand

80 55 25.0 1 .860 0.507 0.123 0.127 67.5 980.6 4.184 433.5 659.1 2.752

Pot.term.intercambio(kW) 52.99 52.6 t(ºC) ρ (kg/ Cp (KJ/ μ ( Ns/m2K (W7m Pr Cmin 2.12

60.2 20 999.5 4.18 1001 599.8 6.975 Cmax 2.021

DTLMce (ºC) 20.50 25 997.9 4.176 890.1 608 6.114 R 1.04930 996.2 4.175 797.6 616 5.406 ε 0.543

Fango 35 994.3 4.174 719.6 623.6 4.817 NTU 1.226

Reynolds 12922.08 40 992.4 4.174 653.3 630.7 4.323 A(m2) 7.496

Nusselt 79.39 45 990.3 4.175 596.3 637.4 3.906

Coef.pelic. Hint

(W/m2K) 632.51 50 988.1 4.177 547.1 643.6 3.551 L(m) 28.41

Fact.Ensuciamiento

(m2K/W) 0.0005 55 985.7 4.179 504.2 649.3 3.24560 983.2 4.182 466.6 654.4 2.981

Agua solar  65 980.6 4.184 433.5 659.1 2.752

Reynolds 38155.64 70 977.9 4.188 404.1 663.2 2.551

Nusselt 1 169.82 75 975 4.191 378 666.9 2.375

Nusselt 2 155.23

Coef.pelic.Hext

(W/m2K) 2623.44

Fact. Ensuciamiento

(m2K/W) 0.0003

Resist.termica

material 1.73E-05

Fango

Agua Solar 

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Coef.global.

Transf. (W/m2k) 346.80

Ltubo

ud. Ntubos nº hilera

nº tubos

/hilera

Area transf.(m2) 7.46 3 9.42 2 4.70872

Long transf(m) 28.25

Page 3: 1.Calculo de Intercambiadores de Calor

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ρ(kg/m3)

45

ρ65

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RECUPERADOR

t2

(ºC)

t1

(ºC)ΛT

q

(m3/h)

m

(kg/s)

d. int

(m)

d.ex

t

tª calor.

(ºC)

ρ

(kg/m3)

Cp

(KJ/kgK)

μ

(Ns/m2)

K

(w/mk)Prand.

34 15 19 1.760 0.488 0.080 0.1 24.5 997.9 4.176 890.1 608 6.114

T1

(ºC)

T2

(ºC)ΛT

Q

(m3/h)

M

(kg/s)

D.int

(m)

.

tTª Calor.

(ºC)

ρ

(kg/m3)

Cp

(KJ/kgK)

μ

(Ns/m2)

K

(w/mk)Prand

52 30.7 21.3 1.580 0.436 0 .12 0.1 41.35 992.4 4.174 653.3 630.7 4.323

Pot.term.intercambio

(kW) 38.71 t(ºC) ρ (kg/ Cp ( μ ( Ns/m K (W7m Pr Cmax 2.03720 1000 4.2 1001 599.8 6.975 Cmin 1.818

DTLMce (ºC) 16.83 25 998 4.2 890.1 608 6.114 R 0.892

30 996 4.2 797.6 616 5.406 ε 0.575

Fango 35 994 4.2 719.6 623.6 4.817 NTU 1.265

Reynolds 8723.25 40 992 4.2 653.3 630.7 4.323 A(m2) 8.886

Nusselt 67.30 45 990 4.2 596.3 637.4 3.906

Coef.pelic. Hint

(W/m2K) 511.49 50 988 4.2 547.1 643.6 3.551 L(m) 33.67

Fact.Ensuciamiento

(m2K/W) 0.0005 55 986 4.2 504.2 649.3 3.245

60 983 4.2 466.6 654.4 2.981

Agua Clarifificada 65 981 4.2 433.5 659.1 2.752

Reynolds 21765.78 70 978 4.2 404.1 663.2 2.551 T

Nusselt 1 122.50 75 975 4.2 378 666.9 2.375

Nusselt 2 111.98

Coef.pelic.Hext

(W/m2K) 1810.85

Fact. Ensuciamiento

(m2K/W) 0.0003

Resist.termicamaterial 0.000017

boud. Ntubos nº hilera

nº tubos/hilera

Fango

Agua Clarificada

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3 10.02 2 5.00817

Coef.global.Transf. (W/m2k) 290.08

Area transf.(m2) 7.93

Long transf(m) 30.05

INTERCAMBIADOR DE CALOR Minimo Maximo Diseño

 Area de transferencia (m2) 6.93 10.18 9.5

Longitud de transferencia (m) 26.24 38.57 36

RECUPERADOR DE CALOR

 Area de transferencia (m2) 7.7 10.22 9.5

Longitud de transferencia (m) 29.18 38.74 36

CARACTERISTICAS TECNICAS

Material AISI 316L

Longitud de cada tubo (m) 3

Numero de tubos (m) 24

Dimensiones

Conducto interior 

Diametro nominal (m) 0.084

Espesor (m) 0.002

Conducto exterior 

Diametro nominal (m) 0.127

Espesor (m) 0.002

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T calor 

aprox.

25

calor.aprox.

40

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INRTERCAMBIADOR

T1

(ºC)

t1

(ºC)

Q

(m3/h)

m

(kg/s)

d. int

(m)

D.ext

(m)

T Calor.

(ºC)

T calor.

aprox.

ρ

(kg/m3)

Cp

(KJ/kgK)

μ

( Ns/m2)

K

(w/mk) Prand

15 2.400 0.665267 0.077 0.08 27.5 25 997.9 4.176 890.1 608 6.114

T2(ºC) t2(ºC) (m3/h) m (kg/s) d. int (m) D.ext(m)T Calor. (ºC) T calor.apr ρ (kg/m3) Cp (KJ/kgK) μ ( Ns/m2K (w/mk) Prandalt

80 30 0.232735 0.117 0.12 55 55 985.7 4.179 504.2 649.3 3.245

Potencia calorifica

a intercambiar 

(kW) 68 t(ºC) ρ (kg/m3) Cp (KJ/k μ ( Ns/m2) K (W7mk) Pr 

30 20 999.5 4.18 1001 599.8 6.975

DTLMce (ºC) 25.488636 25 997.9 4.176 890.1 608 6.114

30 996.2 4.175 797.6 616 5.406

Reynolds fluido 1 12358.801 35 994.3 4.174 719.6 623.6 4.817

Nusselt 88.932899 40 992.4 4.174 653.3 630.7 4.323

Coef.pelic. H (W/ 702.22341 45 990.3 4.175 596.3 637.4 3.906

Fact.Ensuciamien

to

(m2K/W) 0.0002 50 988.1 4.177 547.1 643.6 3.551

55 985.7 4.179 504.2 649.3 3.245

60 983.2 4.182 466.6 654.4 2.981

Reynolds fluido 2 15884.251 65 980.6 4.184 433.5 659.1 2.752Nusselt 1 81.742831 70 977.9 4.188 404.1 663.2 2.551

Nusselt 2 74.707373 75 975 4.191 378 666.9 2.375

Coef.pelic.H (W/m 1311.0134

RECUPERADOR

T1

(ºC)

t1

(ºC)

Q

(m3/h)

m

(kg/s)

d. int

(m)

D.ext

(m)

T Calor.

(ºC)

T calor.

aprox.

ρ

(kg/m3)

Cp

(KJ/kgK)

μ

( Ns/m2)

K

(w/mk) Prand

15 1.760 0.487862 0.077 0.08 19.5 25 997.9 4.176 890.1 608 6.114

T2(ºC) t2(ºC) (m3/h) m (kg/s) d. int (m) D.ext(m)T Calor. (ºC) T calor.apr ρ (kg/m3) Cp (KJ/kgK) μ ( Ns/m2K (w/mk) Prandalt29 26 2.200 0.608789 0.117 0.12 27.5 30 996.2 4.175 797.6 616 5.406

Potencia calorifica

a intercambiar 

(kW) t(ºC) ρ (kg/m3) Cp (KJ/k μ ( Ns/m2) K (W7mk) Pr Cmin 2.54169

30 20 999.5 4.18 1001 599.8 6.975 Cmax 2.03731

DTLMce (ºC) 7.6097964 25 997.9 4.176 890.1 608 6.114 R 1.24757

30 996.2 4.175 797.6 616 5.406 ε 0.21429

Reynolds fluido 1 9063.1211 35 994.3 4.174 719.6 623.6 4.817 NTU 0.28237Nusselt 69.391071 40 992.4 4.174 653.3 630.7 4.323 A(m2) 1.8786

Coef.pelic. H (W/ 547.91911 45 990.3 4.175 596.3 637.4 3.906

Fact.Ensuciamien

to

(m2K/W) 0.0002 50 988.1 4.177 547.1 643.6 3.551 L(m) 7.4747

55 985.7 4.179 504.2 649.3 3.245

60 983.2 4.182 466.6 654.4 2.981

Reynolds fluido 2 26265.76 65 980.6 4.184 433.5 659.1 2.752

Fluido 2 caliente(AGUA SOLAR)

Fluido1 frio (FANG

Fluido 2 caliente

(AGUA SOLAR)

Fluido1 frio (FANG

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Nusselt 1 158.92651 70 977.9 4.188 404.1 663.2 2.551

Nusselt 2 145.24799 75 975 4.191 378 666.9 2.375

Coef.pelic.H (W/m 2418.1828

Fact.

Ensuciamiento

(m2K/W) 0.0001

Coef.global.

Transf. (W/m2k) 382.041

Ltubo

ud.

(m) Ntubos

 A.transf.(m2) 6.3069178 3 8.365

L(m) 25.094429 4 6.274

RECUPERADOR INTERCAMBIADOR

CICLOFangoentrada

Fangosalida

Caudal(m3/h)

Lixiviadoentrada

Lixiviadosalida

Caudal(m3/h)

Potencia(kW) Tiempo

CICLO Fangoentrada

Fangosalida

Caudal(m3/h)

Agua Solar entrada

Agua Solar salida

Caudal(m3/h)

Potencia(kW)

Potenciademanda

Potenciaglobal

1 15 15 1.76 15 15 1.56 0 0.0 1 15 40.00 1.76 79 27 0.85 51 91.68 51

2 15 24.00 1.76 34.00 23.80 1.56 18.34 10.8 2 24.00 49.00 1.76 79 39 1.10 51 91.68 69.34

3 15 28.50 1.76 43.00 27.70 1.56 27.50 21.6 3 28.50 53.50 1.76 79 45 1.30 51 91.68 78.50

4 15 31.00 1.76 47.50 29.30 1.56 32.60 32.3 4 31.00 56.03 1.76 79 48.5 1.45 51 91.68 83.60

5 15 32.00 1.76 50.03 30.82 1.56 34.63 43.1 5 32.00 57.03 1.76 79 51 1.50 51 91.68 85.63

6 15 32.50 1.76 51.03 31.25 1.56 35.65 53.9 6 32.50 57.53 1.76 79 52 1.60 51 91.68 86.65

7 15 33.00 1.76 51.53 31.19 1.56 36.67 64.7 7 33.00 58.03 1.76 79 53 1.70 51 91.68 87.67

8 15 33.50 1.76 52.03 31.12 1.56 37.69 75.5 8 33.50 58.53 1.76 79 53.5 1.80 51 91.68 88.69

9 15 34.00 1.76 52.53 31.06 1.56 38.71 86.3 9 34.00 59.03 1.76 79 54 1.80 51 91.68 89.71

90

Tiempo de un ciclo

Tiempo total del transitorio 86.25 min

Caudal de fango 1.76 m3/h 1.44 h

Diametro conducto 80 mm

Velocidad del fango 0.097 m/s

Longitud del recuperador 30 m

Longitud del intercambiador 30 m

Tiempo necesario de recorrido 616.895 seg

Tiempo de centrifugacion 30 seg

TOTAL 646.9 seg10.8 min

Temperatura Temperatura Temperatura Temperatura

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

   P  o   t  e  n  c   i  a  g  a  n  a   d

  a   (   K   W   )

Regimen Transitorio fango recuperador 

0102030405060

708090

100

   P  o   t  e  n  c   i  a   (

   k   W   )

Relacion Potencia-Tiempo del regimen transitorio

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. . . . . . . .

Tªde salida Fango (ºC)

. . . . . .

Tiempo (min)

Energia recuperada Energia de aporte solar  

Energia demandada Energia recuperada + Aporte solar  

0

10

20

30

40

50

60

70

0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0

   T   ª   F  a  n  g  o   (   º   C   )

Tiempo (min)

Evolucion Tª del fango entrada centrifuga regimentransitorio