DETALLES EXPERIMENTALES

1. Materiales y Equipos.

El equipo utilizado es un intercambiador de calor de coraza y tubos. Consta de 26 tubos de cobre de 1/8 pulg ID 3/16 pulg OD y 29 pulg de longitud; un paso de retorno, un cabezal flotante y otro fijo. El intercambiador se encuentra aislado con lana de vidrio.

Además, se tiene un manómetro a la entrada del vapor y válvulas para controlar los flujos de agua y vapor, así también termómetros, cronómetro, balanza y balde.

2. Procedimiento experimental

Se deja correr el agua de enfriamiento a través del intercambiador y se ajusta el caudal deseado.

Se deja ingresar el vapor a la presión deseada.

Esperar un tiempo moderado para que el sistema se encuentre estable y medir los flujos de condensado para un determinado tiempo. Además tomar las medidas de las temperaturas.

Repetir el experimento para tres flujos de agua distintos.

Repetir el experimento para un flujo de vapor diferente.

BIBLIOGRAFÍA

1.- Kern, D. ,“Procesos de Transferencia de Calor”, Ed. Mc Graw Hill, México,1984.

2.- Stover, H. “Transferencia de Calor y sus Aplicaciones”, Editorial Sudamericana S.A., Buenos Aire, 1950.

3.- Incropera, F.P. y D.P. Dewitt,”Fundamentos de Transferencia de Calor”, Ed. Prentice Hall, 4ta edición, México, 1999

4.- Mc Cabe, W.L., y J.C. Smith, “Operaciones en Ingeniería Química”, Ed. Mc Graw Hill, 4ta edición, 1991.

TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

Tabla 1: Condiciones de laboratorio.

Presión Mm HgTemperatura °C

Tabla 2: Características del Intercambiador de calor.

Tubos de CobreN° de Tubos 26

OD (pulg) 0.187ID (pulg) 0.125Long. Efectiva (pulg) 28.6

Tubos de retornoOD (pulg) 0.625ID (pulg) 0.569Long. Efectiva (pulg) 28.6

Cabezal flotanteOD (pulg) 2.375ID (pulg) 2.067Long. Efectiva 1.312

Tabla 3: Datos experimentales a 10 psig

Flujo Caliente Flujo fríoT ent (ºF) T sal (ºF) Flujo másico (lb/h) T ent (ºF) T sal (ºF) Flujo másico (lb/h)

231.8 217.40 141.53 73.4 137.3 1807.48233.6 215.96 118.68 75.2 150.8 1213.72233.6 221.36 95.63 77.0 163.4 681.08

Datos Experimentales a 16 psig

Flujo Caliente Flujo fríoT ent (ºF) T sal (ºF) Flujo másico (lb/h) T ent (ºF) T sal (ºF) Flujo másico (lb/h)

248 226.4 126.52 78.8 170.96 681.08

Tabla 4: MLTD

Corrida MLTD (ºF)1 131.472 122.543 113.784 120.98

Tabla 5: Calor transferido

Corrida Calor cedido por el vapor (btu/h) Calor ganado por el agua (btu/h)1 137563 1154982 115594 917573 93632 588454 122522 62768

Tabla 6: Coeficientes de película hi, hio, ho

Corrida hi (btu/h.ft2ºF) hio (btu/h.ft2ºF) ho (btu/h.ft2ºF)1 1170.15 782.18 3495.732 1145.43 765.66 3613.113 297.73 199.02 3827.814 307.28 205.40 3728.67

Tabla 7: Coeficientes globales de transferencia de calor UD y UC (btu/h.ft2ºF); Rd (btu/h.ft2ºF)

Corrida UD UC Rd1 289.13 629.69 1.87 x 10-3

2 246.44 622.52 2.45 x 10-3

3 170.22 188.34 5.65 x 10-4

4 170.76 193.78 6.95 x 10-4

EJEMPLO DE CALCULO

1. Determinación de flujos másicos.

m2 mv, Hv, P = 14.7 psiah2 vapor saturado

líq. saturadom3, H3

líquido saturadoP = 14.7 psia

a. Flujo másico del agua, m1 = 227.7 gr/seg x 0.002205 lb/1 gr x 3600 seg/1 h = 1807.48 lb/h.

b. Flujo másico del vapor condensado, m3 = 140.74 lb/h

c. Flujo másico total del vapor condensado, m2.

Balance de Energía en la trampa de vapor.

m2 H2 = m3 H3 + mv Hv (1)

H2: Entalpía del líquido saturado a 217.4ºF = 185.51 btu/lbHV: Entalpía del vapor saturado a 14.7ºF = 1150.4 btu/lbH3: Entalpía del líquido saturado a 14.7ºF = 180.07 btu/lb

Balance de masa.

m2 = mv + m3 mv = m2 – m3 (2)

Reemplazando (2) en (1):

m2 H2 = m3 H3 + m2 Hv – m3 Hv

m2 = m3 (H3 – Hv) = 141.53 lb (H2 – Hv) h

2. Cálculo del calor ganado por el agua.

Q líq = m1 Cp H2O liq (t2 – t1)

t1: temperatura del líquido a la entrada = 73.4ºFt2: temperatura del líquido a la salida = 137.3ºF

Cp H2O líq = 1.0 btu/ lbmºF

Q líq = 1807.48 lb/h x 1.0 btu/lb ºF (137.3 – 73.4)ºF

Q líq = 115498 btu/h.

Trampa de vapor

3. Cálculo de calor cedido por el vapor.

Q vap = Q latente + Q sensible

Q vap = m2 x Hfg 231.8ºF + m2 Cp líq (T1 – T2)

Donde:

Hfg = entalpía de vaporizar a 231.8ºF = 957.57 btu/lbT1 = temperatura de entrada de vapor = 231.8ºFT2 = temperatura del vapor condensado a la salida = 217.4ºF

Q vap = 141.53 lb x 957.57 btu + 141.53 lb x 1 btu x (231.8 – 217.4)ºF h lb h lbºF

Q vap = 137562.91 btu/h.

4. Cálculo del calor perdido al medio ambiente.

Q perdido = Q vap – Q líq

Q perdido = 137562.91 – 115498 = 22065 btu/h.

5. % de calor perdido al medio ambiente

% Q perdido = 22065 x 100 = 16%137563

6. Cálculo de la media logarítmica de temperatura (MLTD)

MLTD = (T1- t1) - (T2 - t2)ln T1 – t1

T2 – t2

MLTD = (239.4 – 73.4) – (239.4 – 137.3)ln 239.4 – 73.4 239.4 – 137.3

MLTD = 131.47ºF

7. Cálculo de la superficie de transferencia de calor.

A = suma de las áreas de los tubos, paso de retorno y cabezales

a. 26 tubos de cobre: 0.125 pulg ID, 0.187 pulg OD, 28.6 pulg longitud efectiva

dm = (0.187 – 0.125) = 0.155 pul ln (0.187) 0.125

A tubos = Nº tubos x L x x dm

A tubos = 26 x 28.6 x x 0.155 = 2.52 ft2

144

b. Paso de retorno: 0.569 pulg ID, 0.625 pulg OD, 28.6 pulg longitud

d = ½ (OD + ID)

d = ½ (0.625 + 0.569) = 0.597 pulg

Área = x d x L

Área = x 0.597 x 28.6 x (1/144) = 0.374 ft2

c. Cabezal flotante: 2.067 puld ID, 2.375 pulg OD, 1.312 pulg longitud

d = ½ (OD + ID)

d = ½ (2.375 + 2.067) = 2.221 pulg

Área = x d x L + OD 2 = 0.0943 ft3

4

d. Empaquetadura del cabezal flotante

Área = OD2 - N x OD2 tubos Cu - x OD2 tubos retorno

4 4 4

Área = 2.375 2 - 0.187 2 x 26 - x 0.625 2 4 144 4 144 4 144

Área = 0.0237 ft2.

e. Empaquetadura cabezal fijo (igual al caso anterior)

A = 0.0264 ft2

Finalmente, el área total:

A total = 2.52 + 0.374 + 0.0943 + 0.0237 + 0.0264

A total = 3.0384 ft 2

8. Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor (UD)

UD = Q H2O .A x MLTD

Reemplazando: UD = 115498 = 289.13 btu . 3.0384 x 131.47 h.ft2 ºF

9. Velocidad másica a través de los tubos. (G)

A = área de flujo total = N x ID2 = 26 x 0.785 x 0.125 2 = 2.22 x 10-3 ft2

4 144

G = velocidad de masa = mA

G = 1807.48 = 815742 lb2.22 x 10-3 h.ft2

10. Cálculo de los coeficientes de película.

N Re = ID x G ; evaluando a la Tº promedio

Tº promedio del fluido frío:

T = (T ent + T sal) / 2

T = (73.4 + 137.3) / 2 = 105.35ºF

Re = 0.125 x 815742 = 5018; donde 1.69344 = viscosidad del agua a 105.35ºF en lb/ft.h 12 x 1.69344

... Régimen de transición.

Ahora, para líquidos calentados dentro de tubos horizontales, en régimen de transición (2100 < Re < 10000);

hi = 0.116 x Cp x G (NRe) 2/3 – 125 (1 + (D/L)2/3) (Nre)-2/3 NRe

Donde:

Cp = 10 btu / lb ºF D = 0.01 ft

G = 815742 lb / h ft2 L = 2.38 ft

Re = 5018 K = 0.365 btu / h ft ºF

= 1.69344 lb / ft-h

Reemplazando: hi = 1170.btu / h ft ºF.

Cálculo de hio:

hio = hi x ID OD

hio = 1170.15 x 0.125 = 782.18 btu .0.187 h ft2 ºF

Cálculo de ho:

ho IN = 0.729 g 1 ( 1 - v) K13 h´f g ¼ (1)

N1(Tsat - Ts)D

Con Ja = Cp1(Tsat - Ts) (2) hfg

h´ fg = hfg (1 + 0.68Ja) (3)

y

Ts = Tv 1 + hio L + hio TL (4) K ho .

1 + hio + hio x L ho K

Resolución iterativa

1. Se asume un valor de Ts y se calculan las propiedades a la temperatura (Ts + Tsat)/22. Se calcula el número de Jacob.3. Se calcula el calor latente modificado.4. Se calcula el coeficiente ho.5. Se calcula Ts con valores de ho. Sí Ts calculado es igual a Ts asumido, se detiene la iteración.

Ejemplo:

Ts asumida = 371.68ºKJa = 0.0317hhfg´ = 2264.2 KJ/Kgho = 11524.78 W/ m2 ºKTs = 385.30ºK

Finalmente:

Ja = 0.0038hfg = 2221.1 KJ/Kgho = 19849.7 W/ m2ºKTs = 386.5 ºK

11. Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor limpio UC

1 = 1 + 1 + 1 .UC hio ho KM

1 = 1 + 1 + 5.17 x 10 -3 . UC 782.18 3495.73 219.5

UC = 629.69 btu/ h ft2 ºF

12. Cálculo del factor de incrustación Rd.

Rd = 1 - 1 .UD UC

Rd = 1 – 1 = 1.87 x 10-3 (h. ft2.ºF) / btu289.13 629.69

INTRODUCCIÓN

La satisfacción de muchas demandas industriales requiere el uso de un gran número de horquillas de doble tubo. Estas consumen considerable área superficial así como presentan un número considerable de puntos en los cuales puede haber fugas.

Cuando se requiere superficies grandes de transferencia de calor, pueden ser mejor obtenidas por medio de equipo de tubo de coraza. Las diversas formas específicas de este tipo de intercambiador difieren de acuerdo con el número de pasos de tubos y coraza. Normalmente se instalan deflectores para aumentar el coeficiente de conexión del fluido del lado de la coraza al inducir turbulencia y una componente de la velocidad de flujo cruzado.

Frecuentemente se realizan modificaciones en los intercambiadores 1-2 pero obtener la condensación de un líquido en la corza, convirtiéndolos en condensadores.

Muchos problemas de ingeniería incluyen ebullición y condensación. Por ejemplo ambos procesos son esenciales para todos los ciclos de potencia y refrigeración. En un ciclo de potencia, un líquido presurizado se convierte en vapor en una caldera. Después de la expansión en una turbina, el vapor se restablece a su estado líquido en un condensador, luego de lo cual se bombea a la caldera para repetir el ciclo.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

Condensación. Un fluido puede existir como gas, vapor o liquido El cambio de liquido a vapor es, vaporización, y el cambio de vapor a liquido es condensación Las cantidades de calor involucradas en la condensación o vaporización de una libra de fluido son idénticas.

Para fluidos puros a una presión dada, el cambio de líquido a vapor o de vapor a líquido ocurre sólo a una temperatura de saturación o de equilibrio. Puesto que los cambios de transferencia de calor vapor líquido usualmente ocurren a presión constante o casi constante en la industria, la vaporización o condensación de un compuesto simple, normalmente se efectúa isotérmicamente.

La condensación tiene lugar a muy diferentes velocidades de transferencia de calor por cualquiera de los dos siguientes y distintos mecanismos físicos que serán discutidos, en forma de gota y en forma de película. El coeficiente de película en la condensación está influido por la textura de la superficie en la cual tiene lugar la condensación y también si la superficie condensante está montada verticalmente u horizontalmente.

Condensación en forma de gota y de película. Cuando un vapor puro saturado entra en contacto con una superficie fría tal como un tubo, se condensa y puede formar gotitas en la superficie del tubo.

Estas gotitas pueden no exhibir ninguna afinidad por la superficie y en lugar de cubrir el tubo se desprenden de él, dejando metal descubierto en el cual se puede formar sucesivas gotitas de condensado.

Cuando la condensación ocurre por este mecanismo se llama condensación en forma de gota. Sin embargo, usualmente puede aparecer una inconfundible película a medida que el vapor se condensa en el tubo cubriéndolo. Se requiere vapor, adicional para condensarse en la película del condensado en lugar de hacerlo sobre la pared del tubo directamente. Esta es condensación en forma de película. Los dos mecanismos son distintos e independientes de la cantidad de vapor condensante por pie cuadrado de superficie. La condensación en forma de película no es una transición de la condensación en forma de gota debido a la rapidez a la cual el condensado se forma sobre el tubo. Debido a la resistencia de la película de condensado al paso de calor a través de ella, los coeficientes de transferencia de calor para la condensación por gotas son de cuatro a ocho veces mayores que para la condensación de película. El vapor de agua es el único vapor puro conocido que se condensa en forma de gota, y se requieren condiciones especiales para que esto ocurra.

Afortunadamente, el fenómeno de condensación en forma de película es susceptible de análisis matemático, y la naturaleza de la condensación en una superficie fría puede ser considerad a como de autodifusión. La presión de saturación del vapor en el cuerpo del vapor es mayor que la presión de saturación del condensado frío en contacto con la pared fría. Esta diferencia de presiones provee el potencial necesario para mover al vapor del cuerpo, de este a mayor velocidad. Comparada con la pequeña resistencia a la transferencia de calor por difusión del vapor al condensado, la película del condensado, en la pared fría del tubo, constituye la resistencia controlante.

Es la lentitud con la que el calor de condensación pasa a través de ésta película lo que determina el coeficiente de condensación. La expresión última para una ecuación de. los coeficientes de condensación se puede obtener del análisis dimensional donde el coeficiente promedio h es una función de las propiedades de la película de condensado, k, , g, , y L, t y , esta última propiedad es el calor latente de vaporización. Nusselt derivó teóricamente las correlaciones del mecanismo de condensación en forma de película, y los resultados que obtuvo están en excelente concordancia con los experimentos.

Condensación de película de lado de la coraza. Los coeficientes de transferencia de calor fuera del haz de tubos se refieren como coeficientes del lado de la coraza. Cuando el haz de tubos emplea deflectores para dirigir el flujo del fluido de la coraza a través de los tubos, desde la parte superior a la parte inferior, los coeficientes de transferencia de calor son mayores que para el flujo libre a lo largo de los ejes de los tubos. Los mayores coeficientes de transferencia se originan por un aumento de la turbulencia. En un arreglo cuadrado, como se ve en la figura 1, la velocidad del fluido está sometida a continuas fluctuaciones debido a la reducción en área entre los tubos adyacentes comparada con el área de flujo entre las hileras sucesivas. En los arreglos triangulares hay todavía mayor turbulencia debido a que el fluido que fluye entre los tubos adyacentes a alta velocidad golpea directamente en la hilera siguiente. Esto indicará, cuando la caída de presión y limpieza son de pocas consecuencias, el arreglo triangular es superior para alcanzar valores altos del coeficiente de película en el lado de la coraza.

Figura 1. Flujo a través de un haz de tubos

Algunos factores tienen influencia en la razón de transferencia de calor en el lado de la coraza. Suponga que la longitud del haz está dividida por seis deflectores. Todo el fluido viaja a través del haz siete veces. Sí se instalarán diez deflectores en l misma longitud del haz, se requeriría que el haz fuera cruzado un total de once veces, los espaciados más cerrados causan mayor turbulencia. Además de los efectos del espaciado de los deflectores, los coeficientes del lado de la coraza son también afectados por el espaciado de los tubos, tamaño de ellos, tolerancias y características del flujo del fluido.

Condensación de película en sistemas radiales. El análisis de Nusselt se puede extender a la condensación de película laminar sobre la superficie externa de una esfera y un tubo horizontal (figura 2a,b); y el coeficiente de convección promedio se puede expresar como:

hD = C g l ( l - v) K13 h´f g ¼ (1)

l(Tsat - Ts)D

donde C = 0.826 para la esfera y 0.729 para el tubo.

Para una hilera vertical de N tubos horizontales, figura 2c, el coeficiente de convección promedio (sobre los N tubos) se puede expresar como:

hD = 0.729 g 1 ( 1 - v) K13 h´f g ¼ (2)

N1(Tsat - Ts)D

Es decir, hD,N = hDN-1/4; donde hD es el coeficiente de transferencia de calor para el primer tubo (superior). Tal arreglo se usa a menudo en el diseño de condensadores. La reducción en h al aumentar N se puede atribuir a un aumento en el espesor promedio de la película para cada tubo consecutivo. Las ecuaciones (1) y (2), por lo general están de acuerdo con los resultados experimentales, o ligeramente más abajo para vapores puros. Las desviaciones se pueden atribuir en l superficie del líquido para un solo tubo horizontal. Para el banco de tubos, se supone que el condensado cae en una lámina continua (figura 2c) y se ignoran dos efectos: transferencia a la lámina de condensado entre los tubos y la ganancia de momento a medida que la lámina cae libremente bajo la gravedad. Estos efectos aumentan la transferencia de calor y Chen explica su influencia en términos del número de Jacob y el número de tubos.

Para Ja < 0.1, sin embargo, la transferencia de calor aumenta por menos del 15%. A pesar de esta corrección, los resultados experimentales tienden a ser más altos que las predicciones. Una explicación plausible para la discrepancia es que, en lugar de fluir como una lámina continua, el condensado gotea de tubo a tubo, como se ilustra en la figura 2d. El goteo reduce el espesor de la lámina y provoca turbulencia, lo que aumenta la transferencia de calor.

Figura 2. Condensación de película en: (a) una esfera, (b)un solo tubo horizontal, (c) una hilera vertical de tubos horizontales con una lámina continua de condensado, y (d) con

condensado que gotea.

Condensador tubular. Consideremos el condensador tubular sencillo de la figura 3, consta esencialmente de un haz de tubos paralelos A, cuyos extremos se insertan en las placas perforadas B1 y B2. El haz tubular está introducido en una carcasa cilíndrica C y comunica con, dos cámaras Dl y D2, situadas una a cada extremo, que se cierran mediante las tapaderas El y E2. E1 vapor de agua, o de otra sustancia se introduce en el espacio comprendido entre la carcasa y los tubos a través de la conducción F, el condensado se retira por la tubería G, y en cualquier gas no condensable que eventualmente puede entrar con el vapor se elimina mediante el purgador K. El tubo G está en comunicación con un purgador de líquido, que es un dispositivo que permite la salida del líquido del aparato, pero en cambio retiene el vapor. El fluido que se calienta se bombea a la cámara D2 a través de la conducción H, pasa por el interior de los tubos hasta la cámara D l, y finalmente descarga por el tubo J. Los dos fluidos están físicamente separados pero se mantienen en contacto térmico a través de los tubos. El calor fluye a través de las paredes, desde el vapor que condensa hasta el fluido más frío que circula por los tubos.

Figura 3. Condensador tubular de paso simple: A, tubos. B1, B2, placas tubulares. C, Carcasa. D1, D2, cámaras. E1, E2, tapaderas. F, entrada de vapor. G, salida de

condensado. H, entrada de líquido frío. J, salida de líquido caliente. K, purgador de gases no condensables.

Si el vapor que entra no está sobrecalentado, y el condensado no se enfría por debajo de su temperatura de ebullición, la temperatura en el lado de la carcasa del condensador es constante. Esto se debe a que la temperatura del vapor que condensa está determinada por la presión existente en el lado de la carcasa y dicha presión es constante. La temperatura de fluido aumenta continuamente a medida, que avanza por los tubos.

En la figura 4, se representan las temperaturas del fluido del vapor condensante frente a la longitud de los tubos. La línea horizontal representa a la temperatura del vapor que condensa,. y la curva ascendente corresponde a la temperatura ascendente del fluido que circula por el interior de los tubos Las temperaturas del fluido a la entrada y salida son Tca Y Tcb

respectivamente y la temperatura constante del vapor es Th. A, una distancia L del lugar de entrada a los tubos la temperatura del fluido es Tc, y la diferencia local entre las temperaturas del vapor y el fluido es Th – Tc.

Esta diferencia de temperatura se denomina diferencia puntual de temperatura y se representa porT. La diferencia puntual de temperatura a la entrada de los tubos, Th – Tca, se representa por T1, y la correspondiente a la salida, Th – Tcb, se representa por T2. Las diferencias puntuales de temperatura en los extremos, T1 y T2, se denominan acercamientos.

La variación de la temperatura de fluido, Tcb - Tca, se llama intervalo de temperatura o simplemente intervalo. En un condensador no hay más que un solo intervalo que es el correspondiente al del fluido que se calienta.

Figura 4. Curvas temperatura – longitud en un condensador.

Condensadores de carcasa y tubos. El condensador que se representa en la figura 3, es una unidad de paso simple, puesto que toda la corriente de líquido refrigerante circula a través de todos los tubos en paralelo. En los condensadores de grandes dimensiones este tipo de flujo presenta una seria limitación. El número de tubos es tan grande que, para el flujo -de paso sencillo, la velocidad por el interior de los tubos es demasiado pequeña para conseguir un coeficiente de transmisión de calor adecuado, y la unidad resulta muy grande y antieconómica. Por otra parte, debido al pequeño coeficiente, si el líquido de refrigeración tiene que aumentar su temperatura en un intervalo razonablemente grande, es preciso utilizar tubos largos, que no resultan prácticos.

Para obtener velocidades más elevadas, mayores coeficientes de transmisión de calor y tubos más cortos, se puede aplicar también al refrigerante de un condensador el método de paso múltiple utilizado en los cambiadores de calor. En la figura 15-9 se presenta un ejemplo de un condensador de dos pasos.

Disposición para la expansión térmica. Debido a las diferencias de temperatura existentes en los condensadores, pueden originarse esfuerzos de expansión suficientemente grandes como para doblar los tubos o arrancarlos de las placas tubulares. El método más frecuente para evitar deterioros por efecto de la expansión consiste en utilizar la construcción de cabezal flotante, en la cual una de las placas tubulares (y por consiguiente uno de los extremos de los tubos) es estructuralmente independiente de la carcasa, según se representa en la figura 5.

Los tubos se pueden expansionar o contraer con independencia de la carcasa. A la entrada del vapor se coloca una placa perforada con el fin de evitar que las gotas de líquido, que eventualmente puede arrastrar el vapor, choquen contra los tubos.

Figura 5. Condensador de dos pasos con cabezal flotante.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES UNITARIAS

CURSO : Laboratorio de Ingeniería Química I.

PRACTICA : Condensador de coraza y tubos.

PROFESOR : Ing. León Llerena Jorge.

INTEGRANTES: Broggi Rojo Giancarlo 961530La Torre Neuman Luis Miguel 971191Norabuena Heredía Luis Alberto 971211

HORARIO : Sábado (15:00 - 21:00 horas).

FECHA DE REALIZACIÓN : de noviembre del 2000.

FECHA DE ENTREGA : 06 de diciembre del 2000.

CIUDAD UNIVERSITARIA, DICIEMBRE DEL 2000.

TABLA DE CONTENIDO

Página

1. Resumen

2. Introducción

3. Principios Teóricos

4. Detalles Experimentales

5. Tabulación de datos y resultados

6. Discusión de resultados

7. Conclusiones

8. Recomendaciones

9. Bibliografía

10. Apéndice

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Así como en la experiencia realizada para el cálculo de un intercambiador de doble tubo, el flujo másico de condensado se alimenta en forma proporcional al flujo másico de líquido frío, esto tiene marcada importancia ya que los coeficientes de transmisión de calor para la condensación a forma de película de vapores son inversamente proporcionales al espesor de película, es decir, a mayor espesor de película menos coeficiente de calor, esto se puede apreciar en la tabla 6, los coeficientes para el lado de la coraza fueron aumentando a medida que disminuye el flujo de condensado.

Los valores numéricos obtenidos para los coeficientes en el lado de la coraza, muestran valores altos comparados con los valores reportados para la condensación de película en vapores de agua por los textos, así se tienen valores experimentales que van desde 3495 a 3827 (btu/h-ft2-ºF), mientras que el texto de Mc Cabe reporta valores de 1024 – 3072 (btu/h-ft2-ºF).

Esto nos haría pensar que el método empleado para el cálculo de los coeficientes, obviando los efectos del diseño del condensador, arrojo valores sobre calculados, pero si hallamos el flujo de calor total por convección entre el vapor y la superficie del tubo mediante

q = ho x A (Tsat – Ts) (*)

y la comparamos con el flujo de calor cedido por el flujo de vapor notaremos, que los flujos hallados mediante la expresión (*), apenas el 20% del flujo de calor cedido.

Equipo utilizado durante la práctica de laboratorio

Arreglo de los tubos dentro de la coraza