Transferencia de Calor 1

Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

MMéétodo de la Diferencia de Temperatura Media todo de la Diferencia de Temperatura Media LogarLogar íítmica.tmica.

De los métodos usados en el análisis de los intercambiadores de calor, el de la diferencia de diferencia de temperatura media logartemperatura media logar íítmica (tmica ( LMTDLMTD)) es el más adecuado para determinar el tamadeterminar el tama ñño de un o de un intercambiadorintercambiador cuando se conocen todas las temperaturas de entrada y salida.

En el método de la LMTDLMTD, la razón de la transferencia de calor se determina a partir de,

Transferencia de Calor 2

Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

∆Tml es la diferencia de temperatura media diferencia de temperatura media logarlogar íítmicatmica , la cual es la forma apropiada de la diferencia de temperatura promedio para usarse en el análisis de los intercambiadores.

En este caso, ∆T1 y ∆T2 representan las diferencias de temperatura entre los dos fluidos en dos extremos (de entrada y de salida) del intercambiador.

−=

2

1

21ml

∆T

∆Tln

∆T∆T∆T

mlTAUQ ∆⋅⋅=&

Transferencia de Calor 3

Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

Una caso particular es cuando ∆T1 = ∆T2, la diferencia de diferencia de temperatura media temperatura media logarlogar íítmicatmica , en este caso es,

A continuación se analizan diferentes configuraciones para intercambiadores de calor mas comunes,

21ml ∆T∆T∆T ==→

Transferencia de Calor 4

Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

�� Intercambiadores de calor de tubo dobleIntercambiadores de calor de tubo doble , flujo flujo paralelo.paralelo.

−=

2

1

21FPml,

∆T

∆Tln

∆T∆T∆T

FP ml,TAUQ ∆⋅⋅=&

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

�� Intercambiadores de calor de tubo dobleIntercambiadores de calor de tubo doble , a a contraflujo.contraflujo.

−=

2

1

21CFml,

∆T

∆Tln

∆T∆T∆T

CF ml,TAUQ ∆⋅⋅=&

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

�� Intercambiadores de Calor de pasos mIntercambiadores de Calor de pasos m úúltiples y de ltiples y de flujo cruzado.flujo cruzado.

Para los intercambiadores de flujo cruzado (compactos) y de tubos y coraza de pasos múltiples la diferencia de temperatura media logarítmica esta relacionada con la correspondiente al contraflujo ∆Tml, CF como,

CF ml,F ml, TF∆T ∆⋅=

en donde F es el factor de corrección, que depende de la configuración geométrica del intercambiador y de las temperaturas de entrada y salida de las corrientes de los fluidos caliente y frió.

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

−=

2

1

21CFml,

∆T

∆Tln

∆T∆T∆T

CF ml,∆TFAUQ ⋅⋅⋅=&

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calor.lisis de los Intercambiadores de Calor.

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Intercambiadores de Calor.Intercambiadores de Calor.AnAn áálisis de los Intercambiadores de Calorlisis de los Intercambiadores de Calor

Ejemplo 5.2Ejemplo 5.2 ..-- Determine el área de transferencia de calor necesaria en un intercambiador de calor si se desea enfriar 1000 kg/h de aceite (cp= 2 J/gK) de 80 a 60ºC. El aceite fluye dentro de tubo (s) de cobre de 2,54 cm de diámetro exterior. Para lograra el enfriamiento se dispone de 1000 kg/h de agua (cp, = 4,18 J/gK) a 25ºC. Supóngase que el coeficiente total de transferencia de calor basado en el área exterior de los tubos es de 500 W/m2K. Para las siguientes configuracionesa) Intercambiador de doble tubo, flujo paralelo.b) Intercambiador de doble tubo, contraflujo.c) Intercambiador de tubo y coraza, con dos pasos de tubos.