7/25/2019 Preinforme IC Concentricos
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ESCUELA DE INGENIERA MECNICA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE
SANTANDER LABORATORIO DE SISTEMAS TRMICOS GRUPO B1 SUBGRUPO 8
15 DE DICIEMBRE DEL 2015, II SEMESTRE ACADMICO DE 2015
LABORATORIO 8: INTERCAMBIADORES DE CALOR DE TUBOS
CONCENTRICOS
Fabian Rodolfo Nova
2112052
Marlon Yesid Snchez
2112251
Julian Camilo barra
21121!"
Juan Camilo #au$is$a
211%20%
Ser&io 'ndres Suarez
211%00!
(i)os de flu*o en in$ercambiadores + sus carac$er,s$icas-
Flujo paralelo
Existe flujo paralelo cuando el flujo interno o de los tubos y
el
flujo externo o de la carcasa ambos fluyen en la mismadireccin.
En este caso, los dos fluidos entran al intercambiador
por el mismo extremo y estos presentan una diferencia de
temperatura significativa.
Fig. 1 Curva caracterstica para el flujo paralelo.
Contraflujo
Se presenta contraflujo cuando los dos fluidos fluyen en la
misma direccin pero en sentido opuesto. Cada uno de los
fluidos entra al intercambiador por diferentes extremos.
Estetipo de intercambiador resulta ser el ms eficiente. En
contraste
con el intercambiador de calor de flujo paralelo, el
intercambiador de contraflujo puede presentar la temperatura
ms alta en el fluido fro y la ms baja temperatura en el
fluidocaliente una ve! reali!ada la transferencia de calor en
el
intercambiador.
Fig. " Curva caracterstica para el flujo contraflujo.
Flujo cruzado
En el intercambiador de calor de flujo cru!ado uno de los
fluidos fluye de manera perpendicular al otro fluido, esto
es,uno de los fluidos pasa a trav#s de tubos mientras $ue el
otro
pasa alrededor de dic%os tubos formando un ngulo de &'(.
El
flujo cru!ado, #l se clasifica como flujo no me!clado o
me!clado. Se dice $ue el flujo cru!ado es no mezclado envirtud
de $ue las aletas de placa fuer!an al fluido a moverse por
un espaciamiento particular entre ellas e impiden su
movimiento en la direccin transversal, Se dice $ue el
flujocru!ado me!clado, tiene libertad para moverse en la
direccin
transversal.
Fig. ) Curva caracterstica para el flujo cru!ado.
(i)os de ma$erial + su m)or$ancia de los $ubos de
in$ercambio de calor-
*ara el dise+o de intercambiadores sea conformado una serie
de
normas mecnicas para la construccin, fabricacin, y
materiales constructivos de tres tipos de intercambiadores
de
calor -, C, . /a clase designa a los intercambiadores decalor de
carcasa y tubos usados en procesos $umicos
0eneralmente, en estos ltimos, los materiales constructivo
son no2ferrosos, mientras $ue en los Clase C y Clase -, se
usanmateriales ferrosos. /os $ue son clase - son los usados
encondiciones de operacin severas, en procesos petroleros y
afines. /a Clase C designa a los intercambiadores usados en
aplicaciones comerciales y procesos generales bajo
condiciones
moderadas./os tubos son los componentes fundamentales,
proporcionando
la superficie de transferencia de calor entre el fluido $ue
circula
por el interior de los tubos, y la carcasa. /os tubos pueden
sercompletos o soldados y generalmente estn %ec%os de cobre o
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aleaciones de acero. 7tras aleaciones de n$uel, titanio o
aluminio pueden ser re$ueridas para aplicaciones especficas.
8ormalmente, entre ms pe$ue+o y ms ligero es elintercambiador,
mejor es. En especial, #ste es el caso en las
industrias automotri! y aeroespacial, en donde los
re$uisitos
con respecto al tama+o y al peso son ms rigurosos.
.a diferencia media lo&ar,$mica de $em)era$ura /.M(
es la forma apropiada de la diferencia de temperatura
promedio
$ue debe usarse en el anlisis de los intercambiadores de
calor.
En este caso, T1y T2 representan la diferencia detemperatura
entre los dos fluidos en ambos extremos 9deentrada y de salida: del
intercambiador. 8o existe diferencia
con respecto a cul de los extremos de #ste se designe como
la
entrada o lasalida
Tlm=
T1T
2
ln(T1
T2
)
Fac$or de incrus$aci3n
El rendimiento de los intercambiadores de calor suele
deteriorarse con el paso del tiempo como resultado de
laacumulacin de depsitos sobre las superficies de transferencia
de calor. /a capa de depsitos representa una resistencia
adicionalpara esta transferencia y %ace $ue disminuya la ra!nde
la misma en un intercambiador. El efecto neto de estas
acumulaciones sobre la transferencia de calor se representa
por
un fac$or de incrus$aci3n Rf el cual es una medida de la
resistencia trmica introducida por la incrustacin.
;ebido a esto el agua
sufre unos procesos dondese purifica y se elimina
todo su contenido slido.
El factor de incrustacindepende de la
temperatura de operaciny de la velocidad de los
fluidos, as como de la
duracin del servicio y sepuede encontrar tabulado
en libros especiali!ados en intercambiadores de calor.
4en$a*as + desven$a*as de los in$ercambiadores de calor de
$ubos concn$ricos de flu*o con$ra corrien$e
/a principal ventaja $ue posee el intercambiador de calor de
tubos conc#ntricos es su alta eficiencia, permite
granflexibilidad en las temperaturas y caudales adems de eso,
su
instalacin es sencilla. Sin embargo su principal desventaja
es
su baja rea de transferencia de calor, debido a $ue si la
solicitud rea es grande, el sistema permite es extender
sulongitud, por lo $ue %ace $ue ocupe un espacio
considerablemente grande respecto a otros intercambiadores
de
calor, al igual $ue es sensible a la existencia de fugas en
el
sistema y una mayor p#rdidas de presin debido a su longitud.;e
la misma forma su mantenimiento es bastante complicado
por lo $ue %ace poco apetecible a la %ora de usarlo en la
industria. Es por esto $ue industrialmente es comn encontrar
el intercambiador de calor de tubos y cora!a, debido a $ueposee
un bajo costo y son bastante compactos, es decir, posee
una alta rea de transferencia efectiva de calor para una
longitud reducida< esto se %ace debido a $ue dentro de
una
cora!a por donde circula un fluido ya sea en contra flujo,
flujoparalelo o flujo cru!ado se instalan una gran cantidad de
tubos
dependiendo del re$uerimiento de rea, esto %ace $ue se
redu!ca considerablemente su tama+o. ;e la misma forma estos
intercambiadores de calor poseen la ventaja $ue su
mantenimiento es bastante sencillo respecto al de
tubosconc#ntricos y tienen una alta vida til. Sin embargo,
posee
como desventaja $ue no es tan eficientes como otro tipo de
intercambiadores, son sensibles al ensuciamiento, son
bastantepesados y no entregan una temperatura exacta, pero si
lo
suficientemente eficiente.
#iblio&raf,a
=unus Cengel. >intercambiadores de calor?. En
Transferencia de calor y masa. @ta edicin. 6#xico
"'11.
Seleccin Antercambiadores de Calor BEn lnea.
BConsulta 1@ de ;iciembre del "'14. ;isponible en
%ttpsDD.dspace.espol.edu.ecDbitstreamD1")@4GH&
D"'[email protected]
;ise+o de E$uipos Andustrial 2 I*J BEn lnea.
BConsulta 1@ de ;iciembre del "'14. ;isponible en
%ttpsDD.academia.eduD11H4""&&DAntercambiadore
sKdeKcalor
Antercambiadores de calor BEn lnea. BConsulta 1@ de
;iciembre del "'14. ;isponible en
%ttpsDDalojamientos.uva.esDguiaKdocenteDuploadsD"'11
D@@GD@"4'1D1D;ocumento14.pdf
" Copyrig%t 3 "'14 by 5S6E
https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2067/1/4186.pdfhttps://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2067/1/4186.pdfhttps://www.academia.edu/11852299/Intercambiadores_de_calorhttps://www.academia.edu/11852299/Intercambiadores_de_calorhttps://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2011/447/42501/1/Documento15.pdfhttps://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2011/447/42501/1/Documento15.pdfhttps://www.academia.edu/11852299/Intercambiadores_de_calorhttps://www.academia.edu/11852299/Intercambiadores_de_calorhttps://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2011/447/42501/1/Documento15.pdfhttps://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2011/447/42501/1/Documento15.pdfhttps://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2067/1/4186.pdfhttps://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/2067/1/4186.pdf
