TRANSFERENCIA DE CALOR ASIGNATURA
Enviado por Tommydovahkiin • 19 de Junio de 2017 • Ensayos • 1.439 Palabras (6 Páginas) • 174 Visitas
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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ
INTERCAMBIADORES DE CALOR
INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL
TRANSFERENCIA DE CALOR
ASIGNATURA
MEF1032
CLAVE:
ING. FRANCISCO ANTONIO BARRAGAN RUIZ
DOCENTE
TOMÁS FRANCISCO VARGAS HERNÁNDEZ
ALUMNO
6° “B2”
SEMESTRE Y GRUPO
SALINA CRUZ, OAXACA, A 29 DE MAYO DE 2017
Resumen
Intercambiadores de calor
- Definiciones
Los intercambiadores de calor son aparatos que facilitan el intercambio de calor entre dos fluidos que se encuentran a temperaturas diferentes y evitan al mismo tiempo que se mezclen entre sí.
Dispositivo utilizado para llevar a cabo el proceso de intercambio de calor entre dos fluidos que están a diferentes temperaturas y separados por una pared sólida
Se trata de dispositivos que tienen como función optimizar el proceso de intercambio de calor en forma controlada, entre fluidos con diferentes temperaturas, separados uno del otro por una pared sólida. En donde el proceso de transferencia de calor se da por medio de dos mecanismos: Conducción y convección, dando además, una red de resistencias térmicas de la siguiente forma:
- Transferencia de calor convectiva del fluido hacia la pared interna del tubo
- Transferencia de calor conductiva a través de la pared del tubo
- Transferencia de calor convectiva desde la pared externa del tubo hacia el fluido exterior.
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Figura 1: Red de resistencias térmicas presentes en un intercambiador de calor
Tienen aplicaciones que van desde el confort doméstico, aplicado en sistemas de acondicionamiento de aire, radiadores, procesos químicos e industriales, tales como producción de energía y aprovechamiento de la energía resultante de tales procesos.
2. Clasificación de intercambiadores de calor
Los intercambiadores de calor pueden clasificarse de acuerdo a diferentes parámetros, tales como su función, los fluidos que intervienen en el proceso de intercambio de calor, los mecanismos de transferencia de calor para cada tipo de intercambiador, al proceso de transferencia, etc. A continuación se presenta una clasificación de acuerdo al tipo de construcción de los intercambiadores de calor más utilizados en la industria, también se presenta una clasificación de acuerdo a la función que realizan.
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Figura 2: Mapa conceptual: Clasificación de intercambiadores de calor más comunes de acuerdo a su tipo de construcción
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3. Coeficiente global de transferencia de calor
La necesidad de contar con un coeficiente global de transferencia de calor se debe a la unificación de un coeficiente para los mecanismos de transferencia de calor involucrados en este proceso. Presenta un reto al momento de su determinación, debido esto a los parámetros que tienen lugar en el cálculo, tales como: las resistencias por convección y conducción de cada lado de la pared, propiedades de conductividad térmica de los materiales utilizados, condiciones de suciedad, superficies, etc.
El modelo matemático presentado a continuación es para intercambiadores de calor tubulares, sin aletas, tal como el de la figura 1.
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En donde el subíndice indica la superfice interna y la superficie externa del tubo, el modelo ilustra la suma de todas las resistencias actuantes en el proceso, La resistencia y el factor de suciedad interior, la resistencia de la pared, el factor de suciedad y la resistencia exterior.[pic 9][pic 10][pic 11]
El modelo matemático siguiente presenta la ecuación para determinar el coeficiente global de transferencia de calor para un intercambiador de calor con superficies con aletas:
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Donde el subíndice c representa el fluido frio (cold) y h representa el fluido caliente (hot), se presenta una suma de resistencias, sin embargo la resistencia conductiva se debe calcular de acuerdo a las ecuaciones establecidas para superficies con aletas. El término representa la eficiencia superficial global de una superficie con aletas, el cual se expresa de la siguiente manera: [pic 13]
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Aquí se presenta una razón entre el área superficial de la aleta y el área superficial total. El término representa la eficiencia de una sola aleta, misma que se calcula con el siguiente modelo: [pic 15]
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En este modelo L representa la longitud de la aleta, y m=(2h/kt)1/2, t representa el espesor de la aleta, esta eficiencia también puede ser obtenida mediante tablas de valores para varias formas comunes de aletas.
- Factor de suciedad [pic 17]
La condición de un equipo, refiriéndose específicamente a que tan limpio o no esta, constituye un punto de análisis importante en este campo, debido a que la suciedad dentro o fuera del sistema de placas o tubos representa una resistencia térmica. El valor del factor depende directamente de parámetros como la larga exposición a fluidos, la temperatura de operación y la velocidad de los fluidos en las superficies de transferencia de calor
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