Ope II doble tubo
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Intercambiador de Doble TuboCálculo
Jesus Roberto Esparza CastroGerardo Melgoza Páramo
Alejandra Montijo Moreno
Operaciones Unitarias II
Diagrama Doble Tubo
Intercambiadores de Calor
Son equipos que permiten transferir energía (calor) de un fluido a otro sin ponerlos en contacto directo, la transferencia se produce a través de una pared sólida que los separa. Un fluido transfiere calor por convección a una pared sólida, el calor atraviesa esta por conducción y por último el otro fluido recibe la transferencia por convección.
Los tipos mas usuales son: a.- intercambiadores de doble tubo. b.- intercambiadores de carcasa y tubos. c.- intercambiadores compactos.
Intercambiadores de Doble Tubo Están constituidos por dos tubos concéntricos, un fluido
circula por el tubo interior y el otro por el ánulo que queda entre ambos tubos, la transferencia se realiza a través de la pared del tubo interior.
Diseño
• Intercambio de Energía• Horquillas• Contra vs Equi 20%• Económico y Barato• Longitud
CálculoPlanteamiento del Sistema
H1: Coeficiente De transferencia por convección fluido 1 – pared. H2: Coeficiente De transferencia por convección fluido 2 – pared K: conductividad térmica de la paredSupongamos que por el tubo interior circula un fluido a, con temperatura de entrada T11 y de salida T12, que calienta al fluido b que circula por el ánulo con
temperatura de entrada T21 de salida T22 (estamos suponiendo T 1 > T 2 )
DIAGRAMA
Variación de Temperaturas Flujo Paralelo
Sentido del fluidoComportamiento de la Temperatura a lo largo del tramo
Flujo Contracorriente
Sentido del fluido
Comportamiento de la Temperatura a lo largo del tramo
Potencia Transferida a través de Diferencial de Superficie
))((1
21 TTdAR
dqT
Donde:
:Temp. Del fluido 1 y 2.
:Resistencia térmica del
material.
dA= Superficie de contacto.
dL= Longitud del tramo asociado con dA.
Radio interno.
Radio externo
21 TyT
TR
2
1
r
r
)(
21
2
ln
21
1 ''2
''1
22
1
''1
11
TTdA
dlhrkdl
rr
dlhr
RT
Debido a lo delgado de la pared del tubo, en algunos casos puede considerarse como la conducción en una placa plana:
Donde:
e=
Cálculos para Determinar el Calor Total Transferido
T
globalglobalT
RU
tAUTAR
q
1
****1
Coeficiente de Transferencia de Calor
dATTR
dqA T
q
*)(*1 ''
2''1
0
A lo largo del tubo varían
Donde:
211 ,,, TThh b
Debido al constante cambio en las variables se toman como medias
aritméticasTCpk ,,,,
(fluido caliente)
(fluido frio)
Flujos en paralelo:
Flujos contracorriente:
Salto de Temperatura en extremo frio
Salto de Temperatura en extremo caliente
Con estos saltos:
MLDT= media logarítmica de la diferencia de temperaturas en los extremos.
Si es cercano a se tomará el salto aritmético
El calor transferido de un fluido a otro se puede conocer a partir de una balance de energía en estado estacionario
Q= calor transferido por el fluido 1 al 2= calor incorporado por el fluido 2
Flujos másicos
Capacidades Caloríficas
GRACIAS POR SU ATENCIÓN