Calculo or de Calor - Multi Tubular

EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOS

1. OBJETIVOS. Los objetivos de la prctica son los siguientes: Determinacin experimental del coeficiente global medio de transmisin de calor (U) en un cambiador de calor de tubos concntricos. Estudiar el flujo tanto en paralelo como en contracorriente. Estimacin del coeficiente global medio de transmisin de calor (U) mediante correlaciones empricas obtenidas en la bibliografa. 2. INTRODUCCIN TERICA. Un equipo de intercambio de calor es un aparato que transfiere energa trmica desde un fluido a alta temperatura hacia un fluido a baja temperatura con ambos fluidos movindose a travs del aparato. Algunos ejemplos de intercambiadores de calor en la vida diaria lo constituyen el radiador de un automvil y el calentador de agua domestico. En industrias qumicas y plantas de energa se utilizan ampliamente los intercambiadores de calor. El rango de temperaturas, las bases de los fluidos. La cantidad de energa trmica que se debe transferir y la cada de presin permitida para los fluidos fros o calientes, determinan la configuracin del intercambiador de calor para una aplicacin dada. En la prctica, el proceso de diseo y seleccin involucra con frecuencia un procedimiento de ensayo error. Clasificacin y terminologa de intercambiadores de calor. Los intercambiadores de calor se pueden clasificar de muchas formas diferentes. Una forma consiste en basar la clasificacin en las direcciones relativas del flujo de los fluidos fro y caliente, dando lugar a trminos como flujo en paralelo, cuando ambos fluidos se mueven en la misma direccin, flujo en contracorriente o encontrado, cuando los fluidos se mueven en paralelo pero en sentido opuesto y fluido cruzado cuando las direcciones de flujo son mutuamente perpendiculares. Las formas de flujo paralelo y en contracorriente usualmente involucran tubos concntricos con un fluido fluyendo en un tubo anular. El arreglo de flujo en contracorriente es, termodinmicamente uno de los ms eficaces. Uno de los parmetros importantes que controlan la transferencia de calor neta del fluido caliente al fluido fro es el arrea de la superficie que separa los dos fluidos, a travs de la cual tiene lugar la transferencia de calor. Incrementar el arrea significa necesariamente incrementar la longitud de trayectoria total recorrida por los fluidos en el equipo de intercambio de calor, o disminuir el dimetro de los tubos y al mismo tiempo aumentar el nmero de tubos. La segunda alternativa puede llevarnos a grandes cadas de presin. El fluido que fluye en los tubos se llama fluido del tubo, mientras que al fluido que fluye fuera de los tubos se le llama fluido de carcasa. Los fluidos se pueden doblar alrededor varias veces, mediante lengetas y placas intercaladas en los tubos que sirven para crear turbulencia en el flujoPgina 1

EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSde carcasa, con el cual se mejora la razn de transferencia de calor. En un periodo de tiempo, se forman depsitos o escalas en la superficie interior de los tubos, requiriendo limpieza peridica. Para instalaciones de trabajo pesado, se utilizan intercambiadores de calor del tipo de tubo y carcasa. Usualmente las carcasas contienen lengetas o placas verticales con pequeas entradas en los extremos, cuyo propsito es forzar al fluido de carcasa a pasar en flujo cruzado sobre los tubos y con esto llevar una mejora en los coeficientes de transferencia de calor. Tambin sirven para aumentar la longitud de trayectoria del fluido de carcasa. Un haz de tubos consta de una gran cantidad de tubos, a travs de los cuales se mueve el fluido de tubo, se aloja dentro de la carcasa. Los extremos de los tubos pueden tener colectores flotantes o fijos. En este ltimo caso, solo se pueden utilizar cambios de temperatura moderados de modo que se limiten los esfuerzos trmicos. Suponiendo que el cambiador se encuentra en rgimen estacionario, que no existen perdidas de calor con el exterior (cambiador perfectamente aislado) y que el calor especifico del fluido se mantiene constante con la temperatura, el caudal de calor cedido por el fluido caliente al frio se puede expresar en forma diferencial:

dQ

mc.Cpc.dTc

mf .Cpf .dTf

Que se puede integral fcilmente teniendo en cuenta las temperaturas a la salida y a la entrada del cambiador de ambos fluidos.

Q

mc.Cpc. Tc

mf .Cpf . Tf

Considerndose un elemento diferencial de longitud (dl) en una seccin transversal del cambiador el caudal de calor que se transmite del fluido caliente al fluido frio tiene que atravesar tres resistencias en serie: dos resistencias de conveccin que corresponden a los fluidos y vienen caracterizados por un coeficiente individual de transmisin de calor h, y una de conduccin en la pared de separacin de los fluidos caracterizada por la conductividad trmica del material. Por tanto, el caudal de calor que atraviesa las tres resistencias en serie, que se puede considerar constante (estado estacionario), se puede expresar mediante la siguiente ecuacin:

dQ

hc.dAc.(Tc Tp)

k .dAml .(Tp tp) e

h.dAf .(tp tf ).

Expresando la transmisin de calor referida a la fuerza impulsora total se obtiene la expresin:

dQ U .dA.(Tc tf )Siendo U el coeficiente global de transmisin de calor, y dA es el rea de intercambio de calor.Pgina 2


Expresando las ecuaciones anteriores en forma de cociente entre la fuerza impulsora que produce el transporte y la resistencia que se opone al mismo se obtiene la siguiente expresin, cuando el espesor de la pared del tubo es suficientemente pequeo, la ecuacin queda reducida como:

1 1 U hc

e k

1 hf

El coeficiente global de transmisin de calor se puede determinar conociendo el caudal de calor intercambiando por ambos fluidos. Conociendo el valor medio de la ecuacin, esta se puede integrar obteniendo una expresin del caudal de calor en funcin del rea de transmisin de calor(A) y el incremento de temperatura media logartmica del cambiador (aTml). Por tanto, la ecuacin se puede expresar como:

Q U . A. TmlExpresando el rea de intercambio de calor en funcin del dimetro externo del tubo interior

A

.D1 .L

Y el incremento de temperatura media logartmica:

Tml

Tc

Tf Tc ln Tf

Estimacin del coeficiente global de transmisin de calor. Para calcular el coeficiente global de transmisin de calor es necesario conocer el espesor (e) y la conductividad del material (k) que separa a ambos fluidos y determinar los coeficientes individuales de transmisin de calor (hc y hf) para el fluido caliente y frio, respectivamente. Para ello se utilizan correlaciones empricas que relacionan el coeficiente de transmisin de calor con las propiedades fsicas y fluido dinmicas de ambos fluidos. A continuacin se muestran algunas correlaciones empricas para el clculo del nmero de Nusselt. Los coeficientes individuales de transmisin de calor se calculan a partir del Nusselt. 1. Flujo laminar en tubos.

Nu

3,66h.D k

0,065. D / L . Re . Pr 2/3 1 0,04 D / L Re . Pr

Donde Nu: Nusselt Nu

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSPr Cp. k V .D.Pr: Prandt

Re: Reynolds Re

Cp: calor especifico del fluido (J.kg-1.K-1) K: conductividad trmica del fluido (J.m-1.K-1.s-1) V: velocidad del fluido (m.s-1) : Viscosidad del fluido (Kg.m-1.s-1) L: longitud del tubo (m) D: dimetro del tubo (m) P: densidad del fluido (Kg.m-3) h: (J.m-2.K-1.s-1) 2. rgimen de transicin de flujo en tubos.

Nu

0,116 Re

2/3

125 . Pr

1/ 3

.1

D L

2/3

3. flujo turbulento en tubo.

Nu

0,023 1

D L

0, 7

. Re

0 ,8

. Pr

1/ 3

4. flujo en la seccin anular para rgimen laminar y de transicin

Nu

0,3

0,62 Re 1 / 2 . Pr 1 / 3 1 0,4 Pr2 / 3 1/ 4

5. flujo turbulento en la seccin anular.

Nu

h De K

0,02

V De

0 ,8

. Pr

1

3

D . 2 Do

0, 53

Teniendo en cuenta que se considera rgimen laminar hasta 2.100, turbulento a partir de 10.000 rgimen de transicin entre ambos valores. 3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. Instalacin experimental El equipo de intercambio de calor empleado en esta prctica es un cambiador de placas que consta de los siguientes elementos: 1. depsito de agua (en el interior del equipo) 2. Sondas de temperatura.Pgina 4

EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOS3. Vlvula de llenado/vaciado. 4. Resistencias de calentamiento. 5. Entrada de agua fra. 6. Salidas de agua fra. 7. Intercambiador de placas 8. Intercambiador de tubos concntricos 9. Intercambiador de carcasa y tubos. 10.Bombas de alimentacin 11.Vlvulas de regulacin de caudal. 12.Medidores de caudal 13.Vlvulas de seleccin de flujos paralelos o flujos en contracorriente. 14.Interruptor general. 15.Selector funcionamiento local/remoto. 16.Interruptores de alimentacin de los circuitos. 17.Interruptor de accionamiento de calefaccin. 18.Controlador de temperatura del depsito de agua caliente. 19.Medidores de temperatura en diversos puntos 20.Cuadro de mando y protecciones elctricas 21.Detector del nivel del depsito de agua caliente. 22.Visor de nivel del depsito de agua caliente. 23.Llenado del depsito de agua caliente. 24.Selector de potencia de calefaccin. En concreto el cambiador de carcasa y tubos consta de los siguientes elementos que a continuacin se describen El intercambiador de carcasa y tubos consta de un haz de tubos a travs de los cuales circula el fluido caliente. Este haz de tubos est envuelto en una carcasa circular, a travs de la cual circula el fluido fro. Los fluidos circulan en contracorriente. Los tubos estn sujetos mediante seis placas reflectoras que estn en el interior de la carcasa, estas placas sirven adems para conducir el fluido fro por el interior del cilindro. El equipo cuenta con nueve tubos de acero inoxidable, dispuestos horizontalmente. Las seis placas ya mencionadas son de metacrilato, cuya superficie es de un 80% de la seccin de la carcasa. La distancia existente entre estas placas es de 50 mm, y cuentan con un grosor de 10 mm. La carcasa exterior tambin es de metacrilato. El dimetro interno de los cabezales de metacrilato por donde tiene lugar la entrada y la salida del fluido caliente de los tubos es de 200 mm. Este equipo cuenta con sondas de temperatura a la entrada y a la salida de ambos fluidos (fro y caliente) del cambiador. Las dimensiones de la carcasa y los tubos se muestran en la siguiente tabla.Carcasa tubos Material Metacrilato Acero inoxidable Interno (mm) 193 6 Externo (mm) 200 8 L (mm) 300 300

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSExisten dispositivos de purga sobre la carcasa para evitar las burbujas de aire, originadas por evaporizacin del agua que circula por la carcasa En la siguiente figura se muestra un diagrama del equipo experimental de intercambio de calor de carcasa y tubos:

Modo de operacin Todos los elementos se controlan mediante interruptores situados en el panel de mandos del equipo, el control de temperatura del depsito se mantiene gracias al controlador existente en dicho panel. Procederemos del siguiente modo: Comprobaremos que el depsito de agua caliente est suficientemente lleno, para los niveles de caudal que precisamos en la prctica, durante el transcurso de la experiencia controlaremos que el nivel de agua caliente no descienda, mediante un visor existente en la derecha del depsito. Verificaremos que el equipo est conectado a la red elctrica. Accionaremos el interruptor general. Activaremos el circuito correspondiente al cambiador de tubos concntricos, mediante los interruptores de alimentacin correspondientes. Regularemos los caudales de agua caliente y de agua fra mediante las vlvulas correspondientes. El interruptor de calefaccin ha de estar activado para que el agua se caliente. Fijaremos el valor de consigna de temperatura en el depsito de agua caliente, para ello se utilizaran los botones del controlador de temperatura. El controlador de temperatura muestra en su parte superior el valor real de temperatura existente en el depsito en su parte inferior, con un tamao menor, se muestra el valor del punto de consigna establecido. Un pequeo piloto luminoso indica cundo estn activadas las resistencias de calentamiento. Condiciones de operacin Fijaremos la temperatura del depsito de almacenamiento de agua caliente a 65C que se mantendr constante, as como el caudal del fluido fro (100l7hora) y se variara el caudal del fluido caliente. Habr que esperar unos 25 minutos entre las tomas de datos, para que se establezcan las temperaturas Se realizara el estudio tanto en flujo en paralelo como en contracorriente. Condiciones de operacin (circulacin en paralelo y contracorriente)Caudal (l/hora) Fluido Fro 100 100 100 100Pgina 6

Experiencia 1 2 3 4

Fluido Caliente 80 100 150 200

EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSSe debe esperan de 20 a 25 minutos hasta que se calienta el sistema. Despus de cada ajuste de caudales tambin se debe esperar unos 5-10 minutos. Nota: debido al diseo del equipo existen perdidas de calor con el exterior, por lo que el calor se disipa al exterior, para que el equipo fuese eficaz debera circular por los tubos el fluido caliente. Por este motivo se toma el caudal del fluido fro a la hora de hacer los clculos. No se tiene en cuenta la geometra de las placas, que es muy diferente entre ellas, a la hora de hacer clculos se debera hacer un estudio por partes y luego integrar, el objetivo de estas placas es que el rgimen no sea tan laminar y se produzca un movimiento catico en el interior de la carcasa, y el intercambio de calor entre fluidos sea ms eficaz.

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOS4. RESULTADOS. Los resultados recogidos se recogen en la siguiente tabla.PARALELO Fluido Experiencia Caudal (l/hora) 1 80 2 100 3 150 4 200 caliente T1 (C) 60 60 60 60 T2(C) 55 52 54 56 Fluido Caudal (l/hora) 100 100 100 100 Fro t1(C) 11 11 12 11 t2 (C) 30 29 30 33

CONTRA CORRIENTE

Fro caliente T1 (C) 60 60 60 60 T2(C) 54 54 52 48 Fluido Caudal (l/hora) 80 100 150 200 t1(C) 12 12 12 12 t2 (C) 31 28 24 20

Fluido Experiencia Caudal (l/hora) 5 100 6 100 7 100 8 100

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5. CLCULOS. Clculo del caudal de calor transmitido (Q) tanto para el fluido caliente como para el fro.*

Q m

m .C P . T caudal.x.densidad

El valor de caudal que utilizaremos ser el caudal del rotmetro calibrado. Por lo que pasaremos todos las caudales predefinidos en las condiciones de operacin antes descritos a m3 /s y calcularemos mediante los grficos de calibracin de rotmetros los valores que necesitamos. El valor de CP ser el que encontraremos en las tablas del anexo de esta prctica, correspondiente a la media de las temperaturas obtenidas. Calculo del rea de intercambio de calor.

Area

.DEXT .L

Determinacin del coeficiente global de transmisin de calor para cada una de las velocidades de circulacin del fluido caliente.

U

Q A. Tml

Estudio del efecto del caudal del fluido caliente sobre el coeficiente global de transmisin de calor. Estimacin del coeficiente de transmisin de calor mediante correlaciones empricas, para cada una de las experiencias realizadas.

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSExperimento 1

Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

90

l m 3 1hora Kg 983,2 3 hora 1000l 3600s m 514,09w

0,02458

Kg s

Qcal

0,02458

Kg J 4.183 (60 55) K s Kg K

(para 60C)

Q frio

m CP

T

m caudal densidad

90

l m 3 1hora Kg 998,2 3 hora 1000l 3600s m1.980,97 w

0,0249

Kg s

Q frioArea

0,02499

Kg J 4.178 (30 11) K s Kg KDext L 9

(Para 20C)

.8.10 3 m.300.10 3 m

0,0678m 2

Tml

(55 11) (60 30) (55 11) Ln (60 30)

44 30 44 Ln 30

36,65K

U

QFRIO A. Tml

1.980,97w 0,0678m 2 36,65K

797,43

w m2 K

Pgina 10


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

110

l m 3 1hora Kg 985,6 3 hora 1000l 3600s m 1.007,13w

0,0301

Kg s

Qcal

0,0301

Kg J 4.182 (60 52) K s Kg KT

(Para 55C)

Q frio

m CP

m caudal densidad

l m 3 1hora Kg 90 998,2 3 hora 1000l 3600s m1.876,71w0,0678m 2

0,0249

Kg s

Q frioArea

0,02499

Kg J 4.178 (31 12) K s Kg K9

(Para 20C)

Dext L

.8.10 3 m.300.10 3 m

Tml

(52 11) (60 29) (52 11) Ln (60 29)

41 31 41 Ln 31

35,84 K

U

Q frio A. Tml

1.876,71w 0,0678m 2 35,84 K

772,28

w m2 K

Pgina 11


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

165


0,0450

Kg s

Qcal

0,0450

Kg J 4.183 (60 54) K s Kg KT

(Para 60C)

Q frio

m CP

m caudal densidad


0,0249

Kg s

Q frioArea

0,02499

Kg J 4.178 (30 12) K s Kg K9

(Para 20C)

Dext L

.8.10 3 m.300.10 3 m

Tml

(54 12) (60 30) (54 12) Ln (60 30)

42 30 42 Ln 30

35,71K

U

Q frio A. Tml

1.876,71w 0,0678m 2 35,71K

378,61

w m2 K

Pgina 12


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

250


0,0682

Kg s

Qcal

0,0682

Kg J 4.183 (60 56) K s Kg K

(Para 60C)

Q frio

m CP

T

m caudal densidad


0,0249

Kg s

Q frioArea

0,02499

Kg J 4.178 (11 33) K s Kg K9

(Para 20C)

Dext L

.8.10 3 m.300.10 3 m

Tml

(56 11) (60 33) (56 11) Ln (60 33)

45 27 45 Ln 27

47,058K

U

Q frio A. Tml

2.293,76w 0,0678m 2 47,058K

718,92

w m2 K

Pgina 13


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

110


0,0300

Kg s

Qcal

0,0300

Kg J 4.183 (60 54) K s Kg KT

(Para 60C)

Q frio

m CP

m caudal densidad

70

l m 3 1hora Kg 998,2 3 hora 1000l 3600s m1540,76w0,0678m 2

0,0194

Kg s

Q frioArea

0,01949

Kg J 4.178 (31 12) K s Kg K9

(Para 20C)

Dext L

.8.10 3 m.300.10 3 m

Tml

(54 12) (60 31) (54 12) Ln (60 31)

42 29 42 Ln 29

35,135K

U

Q frio A. Tml

1.540,76w 0,0678m 2 35,135K

646,79

w m2 K

Pgina 14


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

110


0,0300

Kg s

Qcal

0,0300

Kg J 4.183 (60 54) K s Kg KT

(Para 60C)

Q frio

m CP

m caudal densidad


0,0263

Kg s(Para 20C)

Q frioArea

0,02639

Kg J 4.178 (28 12) K s Kg K9

Dext L

.8.10 3 m.300.10 3 m

Tml

(54 12) (60 28) (54 12) Ln (60 28)

42 32 42 Ln 32

36,78K

U

Q frio A. Tml

1.758,10w 0,0678m 2 36,78K

705,06

w m2 K

Pgina 15


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

110


0,0300

Kg s

Qcal

0,0300

Kg J 4.183 (60 52) K s Kg KT

(Para 60C)

Q frio

m CP

l m 3 1hora Kg m caudal densidad 148 998,2 3 hora 1000l 3600s mQ frioArea

0,0410

Kg s

0,04109

Kg J 4.178 (24 12) K s Kg K9 .8.10 3 m.300.10 3 m

2.057,43w0,0678m 2

(Para 20C)

Dext L

Tml

(52 12) (60 24) (52 12) Ln (60 24)

40 36 40 Ln 36

38,095K

U

Q frio A. Tml

2.057 w 0,0678m 2 38,095K

796,576

w m2 K

Pgina 16


Qcal

m CP

T

m

caudal densidad

110


0,0301

Kg s

Qcal

0,0301

Kg J 4.182 (60 48) K s Kg KT

(Para 55C)

Q frio

m CP

m caudal densidad

l m 3 1hora Kg 95 999,0 3 hora 1000l 3600s m883,16w0,0678m 2

0,0263

Kg s

Q frioArea

0,02639

Kg J 4.188 (20 12) K s Kg K9

(Para 15C)

Dext L

.8.10 3 m.300.10 3 m

Tml

(48 12) (60 20) (48 12) Ln (60 20)

36 40 36 Ln 40

38,09 K

U

Q frio A. Tml

883,16w 0,0678m 2 38,09 K

342,01

w m2 K

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSEstimacin de coeficiente global de transmisin de calor mediante correlaciones empricas. Los siguientes datos que se recogen en la siguiente tabla se han obtenido siguiendo el mismo procedimiento que en las anteriores prcticas de intercambio de calorExperiencia 1 Velocidad (m/s) 6,8.10-4 0,88 Re 159,01 5223.48 Pr 3,3 7,05 Nu 11,12 35,82 Rgimen Transicin Laminar

hc=37,19 hf=3568,8

U=14,88Experiencia 2 Velocidad (m/s) 83,3.10-4 0,88 Re 1948.10 5223,68 Pr 3.3 7,05 Nu 28,66 35,82 Rgimen Transicin Laminar

hc=95,88 hf=3568,86

U=25,10Experiencia 3 Velocidad (m/s) Re 316,14 5223,48 Pr 3,01 7,05 Nu 14,29 35,82 Rgimen Transicin Laminar

12,49.10-4 hc=48,22 0,88 hf=3568,86

U=25,32Experiencia 4 Velocidad (m/s) 18,93.10-4 2,48 Re 479,35 4720,3 Pr 3,01 7,05 Nu 16,73 40,32 Rgimen Transicin Laminar

hc=56,48

hf=2432,1 U=25,01Experiencia 1

Velocidad (m/s) 8,33.10-4 0,69

Re 210,8 4095.68

Pr 3,01 7,05

Nu 12,22 18,07

Rgimen Transicin Laminar

hc=41,51 hf=1800,9


hc=46,50 hf=2032.1

U=25,03Pgina 18


Experiencia 3

Velocidad (m/s) 9,52.10-4 1,98

Re 282,1 4502,1

Pr 3,01 7,05

Nu 13,56 41,52

Rgimen Transicin Laminar

hc=45,90 hf=2102,2


hc=56,92 hf=3642,2

U=25,02

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOSAPNDICE Propiedades fsicas del agua, a 1 atmsfera Temperatur a (C) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 (Kg m-3) 999.8 999.8 999.7 999.0 998.2 997.0 995.7 994.0 992.2 990.2 988.1 985.6 983.2 980.5 977.8 971.8 (Kg m-1s-1) CP (J Kg-1 K-1 ) 1.794 10-3 4216 1.552 10-3 4206 1.310 10-3 4197 -3 1.160 10 4188 1.009 10-3 4178 -3 0.904 10 4178 0.800 10-3 4178 -3 0.727 10 4178 0.654 10-3 4178 -3 0.602 10 4179 0.549 10-3 4180 0.510 10-3 4182 -3 0.470 10 4183 0.438 10-3 4186 -3 0.407 10 4189 0.357 10-3 4195 K (W m-1 K-1 ) 0.5524 0.5638 0.5751 0.5864 05978 0.6054 0.6129 0.6204 0.6280 0.6338 0.6396 0.6455 0.6513 0.6556 0.6600 0.6687

Conductividad del material empleado Material Acero inoxidable K (W m-1 K-1 ) 16.3

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOS6. CONCLUSIONES. El diseo de este intercambiador tiene muchas prdidas de calor con el exterior, pues no est aislado trmicamente, por otra parte el fluido caliente debera ir por los tubos para que el intercambio fuera eficaz. Los clculos realizados no son muy precisos, no se tiene en cuenta la geometra de las placas que sustentan los tubos en el interior de la carcasa, esto se hace para que los clculos no sean tan complicados, para evitar tener que hacer cada uno por separado y luego integrar Al contrario de otros intercambiadores, en este caso solo se tiene en cuenta el caudal frio a la hora de calcular el coeficiente global de transmisin de calor, esto es consecuencia del diseo del equipo de intercambio de calor. En este caso, los coeficientes de transmisin de calor experimentales y empricos son muy similares. Los posibles errores que se han podido cometer pueden tener su origen en la perdida de calor por parte de la carcasa, por otro lado la perdida de volumen de agua en el depsito central, paralizo la toma de medidas durante al menos 10 minutos, despus se tuvo que esperar a que el equipo se estabilizase. La siguiente tabla establece una relacin de los datos experimentales y empricos obtenidos:

U experimental (W/m2 K)797,43 772,28 775,13 718,92 646,79 705,06 796,57 342,01

U emprica (W/m2 K)12.88 25.10 25.32 25.01 25.02 25.03 26.00 25.02

En esta tabla se puede apreciar que ha medida que aumentbamos el caudal, debera aumentar tambin el valor del coeficiente global de transmisin de calor, esto no es apreciable en los clculos empricos, que por otra parte tampoco se muestra ese crecimiento en los clculos experimentales que se mantienen en una lnea constante.

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EQUIPO DE INTERCAMBIO DE CALORCAMBIADOR MULTITUBULAR DE CARCASA Y TUBOS7. BIBLIOGRAFA. Transferencia de calor. B.V.Karlekar R.M.Desmond. interamericana 2 edicin (1985). Introduccin a la ingeniera Qumica. G. Calleja Pardo F. Garca Herruzo Sntesis, Madrid(1999) Operaciones bsicas en Ingeniera Qumica. W.L McCabe J.C. Smith. McGraw-Hill, Madrid (1991)

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Calculo or de Calor - Multi Tubular