Intercambiador De Calor

OBJETIVO DEL PROYECTO.

Comprobar la tasa de transferencia de calor en un intercambiador de calor, con tubos en forma de espiral.

MARCO TEÓRICO

Las actividades de Howden UK en el ámbito de los ventiladores y los intercambiadores de calor se remontan a las empresas fundadas en el siglo XIX por dos ingenieros innovadores, James Howden y Samuel Davidson.

¿Que es un intercambiador de calor?

Cualquier dispositivo cuya función primaria es permitir la transferencia de calor entre dos fluidos, o entre un fluido y un dispositivo de calor, o bien entre dos regiones, recibe el nombre genérico de intercambiador de calor.

Estos pueden clasificarse según:

-por el tipo de flujo

-por su construcción

-por su uso y aplicación

Teniendo en cuenta el tipo de flujo se dividen en flujos en paralelo y contraflujo.

Por su construcción en intercambiador de coraza y tubo, de tubos concéntricos y compactos.

Por su uso y aplicación en condensadores, precalentadores de agua de alimentación, precalentadores de aire, etc.

Ecuación General del intercambiador de calor

La ecuación general que gobierna al intercambiador de calor, es similar a la ley de Newton de enfriamiento.

q=UA(∆T) ̅

Donde:

q= Calor total trasferido por el fluido caliente al frio.

U= Coeficiente global de transferencia de calor, constante a todo lo largo del intercambiador.

A= Área de transferencia de calor.

∆T = Diferencia Media Logarítmica a través del intercambiador de calor.

Donde la diferencia media de temperaturas se calcula de la siguiente manera:

∆T=(〖(T〗_c2-T_f2)-〖(T〗_c1-T_f1))/(ln (〖[T〗_c2-T_f2)⁄(T_c1-T_f1 )])

Donde:

Tc1= Temperatura de la superficie caliente al inicio del intercambiador de calor

Tc2= Temperatura de la superficie caliente al final del intercambiador

Tf1= Temperatura del fluido frio al entrar al intercambiador de calor

Tf2= Temperatura del fluido frio a la salida del intercambiador de calor.

MATERIALES

3 metros de tubo de cobre

1 lata vacía

1 ventilador de computadora

1 ventilador para automóvil

Tablas de madera

1 bomba de agua

Agua caliente

Clavos

1 metro de manguera de nivel

ANALISIS DE COSTOS

Tubo de cobre $50

Lata $10

Ventilador para pc $15

Ventilador para automóvil $150

Tabla de Madera $30

Bomba de agua $121

Clavos $5

Agua Dependiendo de la que se use

1m Manguerea de nivel $5

DESARROLLO

A continuación se muestra una imagen de como funcionará el intercambiador de calor.

Fig. 11 Intercambiador de calor.

Se procedió a doblar el tubo de cobre en espiral, posteriormente se le hicieron 2 orificios a la lata en sus paredes, además de haberle quitado el fondo, se introdujo la espiral de tubo de cobre y las puntas quedaron en los orificios de la pared de la lata.

Se conecto medio metro de manguera de nivel en cada extremo del tubo de cobre y una de ellas a la bomba de agua. Se utilizo una pequeña bomba de fuente de ornato, con un Qmax= 20 lts/h = 5.55 x 10-6 m3/s, la función de esta es hacer pasar el fluido caliente por los tubos de cobre para que a su vez este se caliente y posteriormente haya una convección entre el tubo y el aire y el aire se caliente. El objetivo principal es aumentar la temperatura del aire, ver a cuanto aumenta, y cuanto fue el calor transferido dependiendo de la temperatura del fluido a pasar por el tubo de cobre en este caso será agua.

Fig. 2 Tubo en espiral Fig. 3 Tubo con carcasa

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