LAB 1 - Intercambiadores de Calor (1)

7/24/2019 LAB 1 - Intercambiadores de Calor (1)

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NIVERSIDAD

NACIONAL DE

INGENIERIA

Facultad de Ingeniera

Mecnica

Laboratorio N 1

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Curo

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA

III

(MN 464 B)

!ro"eor ING. AGUILAR VIZCARRA, Duilio

Alu#no A$ellido % No#bre C&digo

HUAROTO SEVILLA Jua !"##!"$%D

&UIS'E &UIS'E Lui !"#"##$*

BORJA CORNELIO Ala !""!"6"J

+LORES SANCHEZ Ri- !"#"#"A

RODAS CERVANTES Raul !"""!%!D

2015-II


2/32

INTERCAMBIADOR DE CALOR UNI-FIM

INDICE

#./ INTRODUCCION.00000000000000000000 '12. %

!./ OBJETIVOS.0000000000000000000000. '12. %

%./ +UNDAMENTO TEORICO00000000000000. '12. 4

4./ MATERIALES UTILIZADOS0000.0000000000 '12. #%

./ 'ROCEDIMIENTO000000000000000000.. '12.#%

6./ DATOS DE LA E3'ERIENCIA00 000..0000000 '12. #4

$./ CALCULOS RESULTADOS000000..0000000 '12. #

5./ OBSERVACIONES, RECOMENDACIONES 0000..... '12. !$

./ BIBLIOGRA+IA00000000000000000000.. '12. !

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pg.2


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INFORME N 1: INTERCAMBIADOR DE CALOR

1'( INTROD)CCION*

Los interca!ia"ores "e ca#or sern sie$re %no "e #os in"is$ensa!#es e&%i$os en #a

trans'erencia "e ca#or. Estos (an o!tenien"o %sos en #os sisteas "e re'rigeraci)n

coo con"ensa"ores o e*a$ora"ores+ $ero no so#o en esta rea sino ta!i,n en #as

a&%inarias $esa"as c(inas %ti#ian interca!ia"ores "e ca#or $ara en'riar e# aceite

&%e circ%#a $or e# con*erti"or+ caa / sistea (i"r%#ico.

Coo $o"eos *er #os interca!ia"ores son in"is$ensa!#es en e# rea ecnica+ es

$or eso #a rea#iaci)n "e este #a!oratorio.

En este #a!oratorio o!ser*areos e# co$ortaiento "e #os interca!ia"ores "e '#%o

$ara#e#o / "e contra '#%o+ tenien"o $resente &%e (a/ as "is$osiciones "e #os

interca!ia"ores+ rea#ian"o %n an#isis energ,tico + "e #os coe'icientes $e#ic%#ares +

e'iciencia+ NUT #os c%a#es sern necesarios en #a *i"a $ractica+ so!re to"o $ara

"isting%ir c%# "e e##os es e# s a"ec%a"o $ara %na cierta a$#icaci)n.

En conc#%si)n+ e# #a!oratorio es in"is$ensa!#e $ara to"o Ing. Mecnico+ $or&%e

sie$re encontrara en e# rea "e tra!ao %no "e estos e&%i$os en "i'erentes

"is$osiciones.

+'(OB,ETI-O.*

La $resente e0$eriencia tiene $or o!eti*o e# an#isis t,rico e0istente entre

'#%i"os 1aire / ag%a en %n interca!ia"or "e ca#or "e '#%o $ara#e#o / contra

'#%o. A"es+ se !%sca "isting%ir c%# "e e##os es s e'iciente.

Co$ren"er e# $rinci$io "e '%ncionaiento !sico "e %n interca!ia"or "e

ca#or.

E#a!orar c#c%#os $ara #%ego (acer #as c%r*as caracter3sticas "e#

interca!ia"or "e ca#or.

/'( F)NDAMENTO TEORICO*

3.1. TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR



4/32


Los interca!ia"ores nora#ente se c#asi'ican "e ac%er"o con e# arreg#o "e# '#%o

/ e# ti$o "e constr%cci)n. E# interca!ia"or "e ca#or s si$#e es a&%e# en &%e #os

'#%i"os ca#iente / 'r3o se %e*en en #a isa "irecci)n o en "irecciones o$%estas en

%na constr%cci)n "e t%!os conc,ntricos 1o "o!#e t%!o. En e# arreg#o "e '#%o $ara#e#o "e

#a 'ig%ra 5a+ #os '#%i"os ca#iente / 'r3o entran $or e# iso e0treo+ '#%/en en #a isa

"irecci)n / sa#en $or e# iso e0treo. En e# arreg#o "e contra'#%o "e #a 'ig%ra 5!+ #os

'#%i"os entran $or e0treos o$%estos+ '#%/en en "irecciones o$%estas+ / sa#en $ore0treos o$%estos.

Figura 1 Intercambiadores de calor de tubos concntricos. (Izq.) Flujo paralelo. (Der.) Contraflujo.

De anera a#ternati*a+ #os '#%i"os se $%e"en o*er en '#%o cr%a"o

1$er$en"ic%#ares entre s3+ coo se %estra e"iante #os interca!ia"ores "e ca#ort%!%#ares con a#etas / sin a#etas "e #a 'ig%ra 2. Las "os con'ig%raciones "i'ieren seg6n e#

'#%i"o &%e se %e*e so!re #os t%!os est, ec#a"o o no ec#a"o. En #a 'ig%ra 2a+ se

"ice &%e e# '#%i"o no est ec#a"o $or&%e #as a#etas i$i"en e# o*iiento en %na

"irecci)n 1y &%e es trans*ersa# a #a "irecci)n "e# '#%o $rinci$a# 1x. En este caso #a

te$erat%ra "e# '#%i"o *ar3a con x / y. Por e# contrario+ $ara e# con%nto "e t%!os sin

a#etas "e #a 'ig%ra 2!+ es $osi!#e e# o*iiento "e# '#%i"o en #a "irecci)n trans*ersa#+ &%e

en consec%encia es ec#a"o+ / #as *ariaciones "e te$erat%ra se $ro"%cen+ en

$rinci$io+ en #a "irecci)n "e# '#%o $rinci$a#. En e# interca!ia"or con a#etas+ "a"o &%e e#

'#%o "e# t%!o no es ec#a"o+ a!os '#%i"os estn sin ec#ar ientras &%e en e#

interca!ia"or sin a#etas %n '#%i"o est ec#a"o / e# otro sin ec#ar. La nat%ra#ea "e#a con"ici)n "e ec#a $%e"e in'#%ir "e anera signi'icati*a en e# '%ncionaiento "e#

interca!ia"or "e ca#or.



5/32


Figura 2 Intercambiadores de calor de flujo cruzado. (Izq.) in aletas con un fluido mezclado ! el

otro sin mezclar (Der.) Con aletas ! ambos fluidos sin mezclar.

Otra con'ig%raci)n co6n es e# interca!ia"or "e ca#or "e t%!os / coraa. Las

'oras es$ec3'icas "i'ieren "e ac%er"o con e# n6ero "e $asos "e t%!os / coraa+ / #a

'ora s si$#e+ &%e i$#ica %n so#o $aso $or t%!os / coraa+ se %estra en #a 'ig%ra

4. Nora#ente se insta#an "e'#ectores $ara a%entar e# coe'iciente "e con*ecci)n "e#

'#%i"o "e# #a"o "e #a coraa a# in"%cir t%r!%#encia / %na co$onente "e #a *e#oci"a" "e

'#%o cr%a"o. En #as 'ig%ras 7a / 7! se %estran interca!ia"ores "e ca#or con

"e'#ectores con %n $aso $or #a coraa / "os $asos $or #os t%!os / con "os $asos $or #a

coraa / "os $asos $or #os t%!os / con "os $asos $or #a coraa / c%atro $asos $or #os

t%!os+ res$ecti*aente.

Figura " Intercambiador de calor de tubos ! coraza con un paso por la coraza ! un paso por los

tubos (modo de operaci#n de contraflujo cruzado).



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Figura $ Intercambiadores de calor de tubos ! coraza. (a) %n paso por la coraza ! dos pasos por los

tubos. (b) Dos pasos por la coraza ! cuatro pasos por los tubos.

Una c#ase es$ecia# e i$ortante "e interca!ia"ores "e ca#or se %sa $ara

conseg%ir %n rea s%$er'icia# "e trans'erencia "e ca#or $or %ni"a" "e *o#%en %/

gran"e 1 9:: 2;4. Denoina"os interca!ia"ores "e ca#or co$actos+ estos

"is$ositi*os tienen co$#eos arreg#os "e t%!os con a#etas o $#acas / se %san

nora#ente c%an"o a# enos %no "e #os '#%i"os es %n gas+ / en consec%encia se

caracteria $or %n coe'iciente "e con*ecci)n $e&%e


7/32


3.2. ANLISIS DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR: USO DE LA DIFERENCIA DE

TEMPERATURA MEDIA LOGARTMICA.

Para "ise


8/32


Figura * +alances globales de energ,a para los fluidos caliente ! fr,o de un intercambiador de calor

de dos fluidos.

>in e!argo+ cooT

*ar3a con #a $osici)n en e# interca!ia"or "e ca#or+ es necesario

tra!aar con %na ec%aci)n "e '#%o "e 'ora

mTUAq =17

"on"emT es %na "i'erencia "e te$erat%ras e"ia a$ro$ia"a. La ec%aci)n 7 se

$%e"e %sar con #as ec%aciones 5 / 2 $ara ##e*ar a ca!o %n an#isis "e interca!ia"or "e

ca#or. Antes "e &%e se $%e"a rea#iar+ sin e!argo+ se "e!e esta!#ecer #a 'ora

es$ec3'ica "e

mT. Consi"ere $riero e# interca!ia"or "e ca#or "e '#%o $ara#e#o.

Intercambiador de calor de flujo paralelo

Las "istri!%ciones "e te$erat%ras ca#iente / 'r3a asocia"as con %ninterca!ia"or "e ca#or "e '#%o $ara#e#o se %estran en #a 'ig%ra 9. La "i'erencia "e

te$erat%rasT

es gran"e a# $rinci$io+ $ero "ecae r$i"aente a# a%entarx+ yse

a$ro0ia a cero "e 'ora asint)tica. Es i$ortante se


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Figura - Distribuciones de temperatura para un intercambiador de calor de flujo paralelo.

2. La con"%cci)n a0ia# a #o #argo "e #os t%!os es insigni'icante.4. Los ca!ios "e energ3a $otencia# / cin,tica son "es$recia!#es.7. Los ca#ores es$ec3'icos "e# '#%i"o son constantes.8. E# coe'iciente g#o!a# "e trans'erencia "e ca#or es constante.

Los ca#ores es$ec3'icos $%e"en ca!iar+ $or s%$%esto+ coo res%#ta"o "e *ariaciones

"e te$erat%ra+ / e# coe'iciente g#o!a# "e trans'erencia "e ca#or ta!i,n $o"r3a

o"i'icarse "e!i"o a *ariaciones en #as $ro$ie"a"es "e# '#%i"o / con"iciones "e '#%o. >ine!argo+ en %c(as a$#icaciones ta#es *ariaciones no son signi'icati*as+ / es raona!#e

tra!aar con *a#ores $roe"io "ecp,c+ cp,h/ U$ara e# interca!ia"or "e ca#or.

A# a$#icar %n !a#ance "e energ3a a ca"a %no "e #os e#eentos "i'erencia#es "e#a 'ig%ra 9+ se sig%e &%e

hhhh,ph dTCdTcmdq = 18

/

cccc,pc dTCdTcmdq = 1=

"on"e Ch / Cc son #as ca$acitancias t,ricas "e #os '#%os ca#iente / 'r3o+res$ecti*aente. Estas e0$resiones se $%e"en integrar a #o #argo "e# interca!ia"or"e ca#or $ara o!tener #os !a#ances g#o!a#es "e energ3a "a"os $or #as ec%aciones 5! /2!. La trans'erencia "e ca#or a tra*,s "e# rea s%$er'icia# dA ta!i,n se $%e"ee0$resar coo

TdAUdq =19

"on"ech TTT =es #a "i'erencia "e te$erat%ras #oca# entre #os '#%i"os ca#iente / 'r3o.

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pg.


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Para "eterinar #a 'ora integra"a "e #a ec%aci)n 9+ coenaos $or s%stit%ir

#as ec%aciones 8 / = en #a 'ora "i'erencia# "e #a ec%aci)n 4

ch dTdT)T(d =

$ara o!tener

+=ch CC

dq)T(d11

A# s%stit%ir $ara dq"e #a ec%aci)n 9 e integrar a #o #argo "e# interca!ia"or "e ca#or+

o!teneos

+=

2

1

2

1

11dA

CCU

T

)T(d

ch

o

+=

ch CCUA

T

Tln

11

1

2

1@

A# s%stit%ir $ara Ch/ Cc"e #as ec%aciones 5! / 2!+ res$ecti*aente+ se sig%e &%e

[ ])TT()TT(q

UA

q

TT

q

TTUA

T

Tln o,co,hi,ci,h

i,co,co,hi,h =

+

=

1

2

A# reconocer &%e+ $ara e# interca!ia"or "e ca#or "e '#%o $ara#e#o "e #a 'ig%ra 9+

)TT(T i,ci,h = 1/

)TT(T o,co,h = 2+ o!teneos entonces

)T/Tln(

TTUAq

12

12

=

A# co$arar #a e0$resi)n anterior con #a ec%aci)n 7+ conc#%ios &%e #a "i'erencia "e

te$erat%ras $roe"io a$ro$ia"a es %na "i'erencia "e te$erat%ras e"ia #ogar3tica+

mlT. En consec%encia+ $o"eos escri!ir

mlTUAq =1

"on"e

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pg.5:


11/32


)TTln(

TT

)T/Tln(

TTTml

12

21

12

12

=

=

15:

Rec%er"e &%e+ $ara e# interca!ia"or "e '#%o $ara#e#o+

= = o,co,h,c,h

i,ci,h,c,h

TTTTT

TTTTT

222

111

155

Intercambiador de calor de contraflujo

Las "istri!%ciones "e te$erat%ra "e #os '#%i"os ca#iente / 'r3o asocia"os con %n

interca!ia"or "e ca#or en contra'#%o se %estran en #a 'ig%ra @. En contraste con e#

interca!ia"or "e '#%o $ara#e#o+ esta con'ig%raci)n antiene trans'erencia "e ca#or

entre #as $artes s ca#ientes "e #os "os '#%i"os en %n e0treo+ as3 coo entre #as

$artes s 'r3as en e# otro.

Figura Distribuciones de temperatura para un intercambiador de calor en contraflujo.

Por esta ra)n+ e# ca!io en #a "i'erencia "e te$erat%ras+

ch TTT =+ con res$ecto a

0 no es tan gran"e en ning6n #%gar coo #o es $ara #a regi)n "e entra"a "e#

interca!ia"or en '#%o $ara#e#o. Tenga $resente &%e #a te$erat%ra "e sa#i"a "e# '#%i"o

'r3o $%e"e e0ce"er a(ora #a te$erat%ra "e sa#i"a "e# '#%i"o ca#iente.

Las ec%aciones 5! / 2! se a$#ican a c%a#&%ier interca!ia"or "e ca#or / $or

tanto se $%e"en %sar $ara e# arreg#o en contra'#%o. A"es+ "e %n an#isis coo e# &%e

se ##e*) a ca*o en $ara e# caso "e '#%o $ara#e#o+ se $%e"e ostrar &%e #as ec%aciones

/ 5: ta!i,n se a$#ican. >in e!argo+ $ara e# interca!ia"or en contra'#%o #as

"i'erencias "e te$erat%ras en #os $%ntos e0treos se "e!en "e'inir a(ora coo



12/32


==

i,co,h,c,h

o,ci,h,c,h

TTTTT

TTTTT

222

111

152

A"*ierta &%e+ con #as isas te$erat%ras "e entra"a / sa#i"a+ #a "i'erencia "e

te$erat%ras e"ia #ogar3tica $ara e# contra'#%o e0ce"e #a "e# '#%o $ara#e#o+

FP,mlCF,ml TT >. Por consig%iente e# rea s%$er'icia# &%e se re&%iere $ara e'ect%ar %na

trans'erencia "e ca#or esta!#eci"a qes s $e&%ein e!argo+ si s)#o se conocen

#as te$erat%ras "e entra"a+ e# %so "e# ,to"o DTML re&%iere %n $roce"iiento

iterati*o. En ta#es casos es $re'eri!#e %ti#iar %n ,to"o a#ternati*o+ &%e se "enoina

,to"o "e eficiencia-NUT.

/elaciones de eficiencia0%'

Para c%a#&%ier interca!ia"or "e ca#or se $%e"e "eostrar &%e

=

mx

mn

C

C,NUTf

154

"on"e Cmn/Cmxes ig%a# a Cc/Cho Ch/Cc+ "e$en"ien"o "e #as agnit%"es re#ati*as "e #as

ca$acitancias t,ricas "e '#%o "e# '#%i"o ca#iente / 'r3o. E# nmero de unidades de

transferencia 1NUT es %n $aretro a"iensiona# &%e se %sa a$#iaente $ara e#

an#isis "e# interca!ia"or "e ca#or / se "e'ine coo

mnC

UANUT

157

Para "eterinar %na 'ora es$ec3'ica "e #a re#aci)n "e e'iciencia+ ec%aci)n 54+

consi"ere %n interca!ia"or "e ca#or "e '#%o $ara#e#o $ara e# &%e Cmn=Ck. >e $%e"e

o!tener



13/32


i,ci,h

o,hi,h

TT

TT

=

158

/ "e #as ec%aciones 5! / 2! se sig%e &%e

o,hi,h

i,co,c

c,pc

h,ph

mx

mn

TTTT

cmcm

CC

==

15=

Consi"ere a(ora #a ec%aci)n @+ &%e se $%e"e e0$resar coo

+=

mx

mn

mni,ci,h

o,co,h

C

C

C

UA

TT

TTln 1

o "e #a ec%aci)n 57

+=

mx

mn

i,ci,h

o,co,h

C

C,NUTexp

TT

TT1

#%ego "e reacoo"ar+ o!teneos $ara e# intercamiador de ca!or de f!u"o para!e!o

( )[ ]{ }( )mxmn

mxmn

C/C

C/CNUTexp

++

=1

11

159

Da"o &%e se $%e"e o!tener $recisaente e# iso res%#ta"o $ara Cmn=Cc+ #a ec%aci)n

59 se a$#ica $ara c%a#&%ier interca!ia"o "e ca#or en '#%o $ara#e#o+ sin i$ortar #a

ca$acitancia t,rica "e '#%o 3nia se asocia con e# '#%i"o ca#iente o con e# 'r3o.

Para e# caso "e# arreg#o en contraf!u"oo!ten"r3aos #a sig%iente ec%aci)n

[ ]{ }( ) [ ]{ }mxmnmxmn

mxmn

C/CNUTexpC/C

C/CNUTexp

=11

11

15@



14/32


0'( MATERIALE. )TILIADO.

2 teroetros "e !%#!o

5 cronoetro

5 anoetro "i'erencia# inc#ina"o

5.- Pro!"#$#!%&o

La sec%encia a seg%ir $ara rea#iar #a e0$eriencia se %estra a contin%aci)n

5 Rea#iar #as cone0iones a"ec%a"as+ en e# interca!ia"or "e ca#or+ $ara %n

$aso "e '#%i"os en $ara#e#o.

2 Deterinar %na $osici)n tanto $ara e# ca#enta"or "e aire / e# *enti#a"or. Con

esta $osici)n se i"en tres *o#6enes "e ag%a 1con a/%"a "e %na $ro!eta$ara %n tie$o "e 4: seg%n"os ca"a %na.

4 Toar "atos "e te$erat%ra con e# ter)etro !iet#ico "e# t%!o / aire

1entra"a / sa#i"a a"es con e# ter)etro "e !%#!o+ te$erat%ras "e ag%a

a #a entra"a / #a sa#i"a.

7 Rea#iar #os $asos N 2 / 4 $ara otras $osiciones "e# ca#enta"or "e aire / e#

*enti#a"or 1c%atro $osiciones en tota#.

8 Re$etir to"os #os $asos anteriores $ara %n arreg#o "e $aso "e '#%i"os a

contra'#%o en e# interca!ia"or "e ca#or.



15/32


2'( DATO. OBTENIDO. EN LA E3!ERIENCIA

Flu4o !aralelo Contra5u4oTe#$' Ingreo aire

67C8 % 46 4 4! # 6 6%Te#$' Tuboderec9o 67C8 !4 !6 !$ ! %" %% %5 4"Te#$' Tubo

i:;uierdo 67C8 Te#$' .alida aire

67C8 !6 %" %% % !$ %# %% %

To 67C8 !" !# !! !$ !% !% !% !%

T" 67C8 !4 !$ %# %4 !6 ! %% %

-1 6#l8 6/


16/32


>'(Calculo % Reultado

FLUJO PARALELO

Tenemos los siguientes datos obtenidos por la experiencia en el laboratorio:

N

Termmetro bimetlico

Termmetro

Bulbo

DiferenciaPresin (m

Agua

Agua depositada (l !lu"o agua(#g$s

Temp 1 Temp 2

Temp

%

Temp

&

Temperatura

agua

'ntrada

Aire

entrada

Tubo

alida

Tubo

salida

Aire'ntrada alida

1 %) 2& 2* 2+ 2, 2& ,-,1,1+ ,-2+ ,-2*2 ,-2*% ,-,,.*,

2 &+ 2+ 2.-* %, 21 2/ ,-,1%)/ ,-2&* ,-2&2 ,-2%* ,-,,.,2

% *& 2/ %2 %% 22 %1 ,-,1//. ,-2% ,-2%* ,-22 ,-,,/+1

& *) 2) %&-* %* 2/ %& ,-,22.+ ,-22* ,-22* ,-22 ,-,,/&&

0on los datos obtenidos pasamos a realiar los siguientes clculos

0alor Transferido por el agua

( agagagag TenTsalcpm =

(#3$s

agcp

4 &-1. 53$5g 60

!lu"o de aire:

Qa=Qag=Q

( aaagag

TsalTen!cp

m

=

acp

4 1-,,%* 53$5g 60

Calo7a89i:o

(*J;)

+lu


17/32


0oeficiente Pelicular 7

Para el Aire:

ha= Q

A1TA

Tent

TsalTent

aTenttub

Tsal

ln

(aTenttub)(aTsal tub)

T Aa=

Ai9

D# (=) L (=)A#(=!) 8Ta

>a (*J; ?C)

"."#5 #.5! ".#" .#$" ".!6!

"."#5 #.5! ".#" $.#4! ".!6

"."#5 #.5! ".#" $.55 ".%46"."#5 #.5! ".#" $.!" ".!5

Para el agua:

hag= Q

A2

TA



18/32


hag= Q

A2T Ag

Tent

TsalTent

tubTentag

Tsal

ln

( tubTentag)( tubTsalag)

T Aag=

A2ua

D! (=)A!(=!) 8Ta2

>a2 (*J; ?C)

"."!# ".##5 !.#64 ".4

"."!# ".##5 !."$ ".54

"."!# ".##5 !.45 ".$!"."!# ".##5 #."5! #.6

0oeficiente 9lobal:

U= 1

D1 L[ 1haA1+ln(

r2

r1

)

2 KT L+

1

hagA2]

Co9@i979 Gloal U

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pg.5@


19/32


* o9(;=?*

) U

%%" ".#54454

%%" ".##"5##%%

%%" ".!6%4#6!

%%" ".!"5%

0lculo de la 'ficiencia 'fecti;idad

(

(

min aga

aaa

TenTenC

TsalTenCpm"

=

E@i9ia E897ii:a:

C#!(=i) E@i9ia

"."%%

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Clculo del Nmero de Unidades Trmicas (NUT)

min

1

C

UANUT=

NF=9o :9 Ui:a:9T=ia

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Nnolds



20/32


=V DH

> D?4 D

3D

2

Temperatura de pel@cula para Aire > Agua

Tentrada+Tsalida

2

T9=9a7ua :99lula

R9ol:

T8 a2ua T8 ai9R9A2ua R9 Ai9

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5

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6

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$45"4.

54

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5

0on los resultados obtenemos las siguientes grficas



21/32


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Co9@,i979 9li,ula6 :9l ai69 9 8u,i :9l F=96o :9 R9ol:

>a (*J; ?C)

Lo2a6i7>=i, (>a (*J; ?C))

NF=96o :9 R9ol:

>(*J; ?C)

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Co9@,i979 H9li,ula :9l a2ua 9 8u,i :9l F=9o :9 R9ol:

>a2 (*J; ?C)

'oK9 (>a2 (*J; ?C))

R9

>(*J; ?C)



22/32


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Co9@,i979 GloAal :9l a2ua 9 8u,i :9l F=9o :9 R9ol:

U

EHo97ial (U)

R9

Co9@,i979 GloAal (*


23/32


CONTRAFLUJO

e obtu;ieron los siguientes datos en el laboratorio concernientes al intercambiador de calor

operando con contraflu"o-

'oii

T9==97o i=971lioT9==97o

BuloDi899ia '9i(= A2ua)

A2ua :9oi7a:a (l)+lu


24/32


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0oeficiente Pelicular 7

Para el Aire:

ha= Q

A1TA

Tent

TsalTent

aTenttub

Tsal

ln

(aTenttub)(aTsal

tub)

T Aa=

Ai9

D# (=) L (=) A# (=!) 8Ta>a (*J; ?C)

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Para el agua:

hag= Q

A2

Tag



25/32


hag= Q

A2

Tag

Tent

TsalTent

tubTentag

Tsal

ln

( tubTentag)( tubTsalag)

T Aag=

A2ua

D! (=) A! (=!) 8Ta2>a2 (*J; ?C)

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0oeficiente 9lobal:

U= 1

D1 L[ 1haA1+ln(

r2

r1

)

2 KT L+

1

hagA2]

Co9@i979 Gloal U

* o9(;=?*) U#

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26/32


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64

0lculo de la 'ficiencia 'fecti;idad

(

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min aga

aaa

TenTenC

TsalTenCpm"

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E@i9ia E897ii:a:

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Clculo del Nmero de Unidades Trmicas (NUT)

min

1

C

UANUT=

NF=9o :9Ui:a:9

T=ia

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Nnolds

=V DH

> D?4 D

3D

2

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pg.2=


27/32


Temperatura de pel@cula para Aire > Agua

Tentrada+Tsalida

2

T9=9a7ua :99lula R9ol:

T8 a2ua T8 ai9 R9 A2ua R9 Ai9

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!inalmente los grficos obtenidos con los clculos realiados se muestran a continuacin-

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Co9@,i979 H9li,ula :9l ai9 9 8u,i :9l F=9o :9 R9ol:

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Lo2ai7>=i, (>a (*J; ?C))



28/32


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Co9@,i979 H9li,ula :9l a2ua 9 8u,i :9l F=9o :9 R9ol:

>a2 (*J; ?C)

'oK9 (>a2 (*J; ?C))

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Co9@,i979 Gloal :9l a2ua 9 8u,iJ :9l F=9o :9 R9ol:

U

ELHo97ial (U)

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA III Pg.2@


29/32


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"."#

"."#

"."!

"."!

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Di899,ia :9 '9iJ 9 8u,iJ :9l NF=9o :9 R9ol: :9l a2ua

Di899,ia '9iJ (=A2ua)

ELHo97ial(Di899,ia '9iJ (=A2ua))

!.""""" !.#"""" !.!"""" !.%"""" !.4"""" !."""" !.6""""6".""

6!.""

64.""

66.""65.""

$".""

$!.""

$4.""

$6.""

$5.""

5".""

E@,i9,ia 9 8u,i :9l NF=9o :9 ui:a:9 T=i,a

E Lo2ai7>=i, (E )



30/32


>'( Ober?acione@ reco#endacione % concluione

OB.ER-ACIONE.

/ Las cone0iones $ara conseg%ir e# $aso "e '#%i"os en '#%o $ara#e#o /

contra'#%o "e!en ser i"enti'ica"as a"ec%a"aente.

/ No es $osi!#e e"ir #a te$erat%ra a #a sa#i"a "e# t%!o 1'#%o $ara#e#o /

contra'#%o $or 'a##as en e# ara"o "e# e&%i$o.

/ >e rea#ian tres e"iciones "e *o#6enes "e ag%a $ara tener a/or

$recisi)n a #a (ora "e e'ect%ar #os c#c%#os.

RECOMENDACIONE.

/ Antes "e e$ear con #a e0$eriencia tener %n !%en conociiento so!re

e# '%ncionaiento "e# interca!ia"or "e ca#or.

/ Proc%rar &%e #as e"i"as "e te$erat%ra se registren "es$%,s "e 8in.

a$ro0ia"aente+ %na *e &%e e# sistea se (a##a esta!i#ia"o.

/ As%ir #a te$erat%ra a #a sa#i"a "e# t%!o en %n rango ace$ta!#e "e ta#

'ora &%e #os res%#ta"os sean ace$ta!#es.

/ Consi"erar #as %ni"a"es "e #as e"i"as recogi"as en e# interca!ia"or

"e ca#or / tener#os en c%enta a #a (ora "e (acer #os c#c%#os.



31/32


Conclusiones

>eg6n n%estras gr'icas / "e ac%er"o con #a teor3a a$ren"i"a en e#

c%rso "e trans'erencia "e ca#or coo en e# "e ecnica "e '#%i"os+ e#

n6ero "e Re/no#"s &%e i"e #a t%r!%#encia "e %n '#%o inci"e so!re s%

ca$aci"a" $ara trasitir ca#or+ $or #o c%a# *eos &%e tanto $ara e# ag%a

coo $ara e# aire c%an"o e# n6ero "e Re/no#"s a%enta+ e# coe'iciente

$e#ic%#ar es a/or en e# '#%i"o $or #o c%a# es ca$a "e trasitir a/or

canti"a" "e ca#or. De #a isa anera *eos &%e e# coe'iciente g#o!a# "e transisi)n "e

ca#or crece "e 'ora "irectaente $ro$orciona# a# a%ento "e# n6ero

"e Re/no#"s+ es "ecir &%e e# interca!ia"or "e ca#or es ca$a "e

transitir a/or canti"a" "e ca#or si #a t%r!%#encia "e# '#%i"o es a/or.

>eg6n n%estras gr'icas / "e ac%er"o con #a teor3a a$ren"i"a "e

trans'erencia "e ca#or Notaos &%e #a e'ecti*i"a" "e# Interca!ia"or "e

ca#or es creciente en #a e"i"a &%e crece a# NUT + es "ecir &%e #a

*e#oci"a" "e tras'erencia "e ca#or es a/or $ara este interca!ia"or "e

ca#or en #a e"i"a &%e se a%enta #a s%$er'icie "e trans'erencia "e

ca#or+ #o c%a# es #)gico sa!ien"o &%e a ca"a $r%e!a &%e (eos (ec(o+

#as con"iciones "e #os '#%i"os (an ca!ia"o a# crecer s% ca%"a# /

t%r!%#encia+ #o c%a# (a a%enta"o e# U + anteni,n"ose e# rea / e# CP

constante "e #os '#%i"os.

>e (a co$ro!a"o &%e #a e'iciencia en %na insta#aci)n "e interca!io

"e ca#or "e contra'#%o es a/or &%e en #a "e %n interca!ia"oro$eran"o a '#%o $ara#e#o+ esto se $%e"e e*i"enciar $or e# (ec(o &%e #a

"i'erencia e"ia #ogar3tica $ara e# caso "e contra'#%o es a/or &%e

$ara e# '#%o $ara#e#o.

E# coe'iciente $e#ic%#ar $ara #os '#%i"os en e# caso "e# ag%a es *aria!#e

con e# n6ero "e Re/no#"s sin e!argo en e# aire 1'#%o interno

$resenta a%ento a# a%entar e# n6ero "e Re/no#"s.



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'( BIBLIORAFIA*

Maual :9 Laoa7oio :9 I29i9a M91ia III / UNI/+IM

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