informe calor iii

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEFACULTAD DE INGENIERIADEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

INFORME N3

Intercambiador de Calor

Curso:Jefe de Grupo:Transferencia de CalorKarina Roa R.

Integrantes:Javier Prez V.Mauricio Ros V.Karina Roa R.

Profesor:Ayudante:Jos Loyola Francisco Araya

Fecha de Experiencia:18 de agosto, 2013

Fecha de Entrega:05 de septiembre, 2013

ndice Pgina1.Objetivos22. Datos33. Resultados54. Discusiones85. Conclusiones86. Bibliografia8APENDICE

1. Objetivos

1.1 Objetivo general 1.1.1 Realizar un anlisis a la transferencia de calor de un intercambiador de tubo y coraza.

1.2 Objetivos especficos

4.1. Realizar un balance de energa al intercambiador de calor.

4.2. Determinar el calor perdido al ambiente. Comparar con modelos bibliogrficos especializados.

4.3. Determinar el coeficiente global de diseo sucio (UD) de transferencia de calor.

4.4. Determinar la resistencia por incrustaciones (RD) mediante el mtodo de Wilson y coeficientes globales sucio y limpio

2. Datos

Tabla 2.1 Datos para la corrida experimental a una presin de vapor de 6 [psig]Serie

126024022019.5

220020022017.6

318020020011.5

41801802007.5

51601601603.6

Tabla 2.2 Datos de temperatura a una presin de vapor de 6 [psig]

1128108104

1129108104

1130108104

1133108104

1138108105

Tabla 2.3 Datos para la corrida experimental a una presin de vapor de 9 [psig]Serie

11601601803.6

22002002007.3

320020020011.5

422022024015.5

524024026018.8


1140112109

1135112109

1132112108

1130112109

1129112109

Tabla 2.5: Datos para la corrida experimental a una presin de vapor de 12 [psig]Serie

124024026018.8

222024024017.5

322022022011.3

42202002007

51601801803.5


1130116112

1131116112

1133116112

1136116112

1141116112

3. Resultados

Tabla 3.1. Calor absorbido, cedido y perdido para la presin de 6 [psig]

143137,6051468,438330,83

241021,8844320,043298,16

335780,9441460,685679,74

430247,0940031,009783,91

520588,9634286,8913697,93

Tabla 3.2 Calor perdido terico, experimental a 6 [psig]

74,128158,12

Tabla 3.3 Calor absorbido, cedido y perdido para la presin de 9 [psig]

122118,5635425,7213307,16

232317,0442510,8610193,82

339556,6842543,402986,71

443151,2948178,985027,68

544996,8548178,983182,12

Tabla 3.4 Calor perdido terico, experimental a 9 [psig] [%]

84,703526939,508092,69

Tabla 3.5 Calor absorbido, cedido y perdido para la presin de 12 [psig]

147502,4452049,364546,93

245427,8249235,893808,06

340948,3946422,415474,02

432579,2743608,9311029,65

522366,4136575,2314208,82

Tabla 3.6 Calor perdido terico, experimental a 12 [psig] [%]

78,0487813,509911,06%

Tabla 3.7 Coeficiente de transferencia de calor sucio para una presin de 6 [psig]

11093,79

21100,76

3918,69

4791,76

5552,89


1573,39

2811,35

3980,18

41050,96

51089,48


11113,08

21070,54

3976,18

4790,57

5559,75

Tabla 3.10 Factor de ensuciamiento experimental y determinado por mtodos de Wilson y error para cada presin

66,504,4446,46

96,245,3217,29

126,264,2547,47

4. Discusiones

4.1. Para lograr obtener el calor perdido experimental se realiz un balance de energa al intercambiador

4.2. Al calcular el calor perdido experimental y comparar con la teora se obtuvo un error promedio aproximado para las diferentes presiones de un 9000% esto se puede deber a que el calor perdido terico se estim mediante conveccin natural desestimando la velocidad del aire ambiente.

4.3. Al determinar el coeficiente global sucio pudieron variar por no escoger la mejor correlacin para la curva calibracin para el flujo de agua.

4.4. El error obtenido al comparar el coeficiente de obstruccin terico con el coeficiente de obstruccin experimental se puede deber a que a la variacin que podra ocasionar la curva de calibracin del flujo en el coeficiente de diseo sucio y que el coeficiente de diseo limpio se calcul por medio de datos obtenidos por la iteracin asumiendo que el calor absorbido era igual al calor cedido.

5. Conclusiones

5.1 Mediante el balance de energa al intercambiador de tubo y coraza 1-2 se determin el calor perdido experimental que para las presiones 6 [psig], 9 [psig] y 12 [psig] corresponde a 8158,12 [W], 6939,50 [W] y 7813,50 [W] respectivamente. Al comparar con la literatura se determin calor perdido el terico para las presiones de 6 [psig], 9 [psig] y 12 [psig] igual a 74,1220 [W], 84,7035 [W] y 78,0486 [W] respectivamente. El error respecto al calor terico, para cada presin en el orden anterior es de 10906,3321 %, 8092,6935 % y 9911,0622 %.

5.2 Se logr determinar el coeficiente global de diseo sucio de transferencia de calor (UD) para cada una de las presiones de operacin obteniendo para 6 [psig] de 891,58 , 9 [psig] de 901,07 y 12 [psig] de 902,02 .

5.3 Se determin la resistencia por incrustaciones de transferencia de calor (RD), tanto con el mtodo de Wilson como por medio de los coeficientes globales sucio y limpio de transferencia de calor para cada presin de operacin. Mediante el mtodo de Wilson se logr obtener para las presiones de 6 [psig], 9 [psig] y 12 [psig], un , y respectivamente. A travs de UC y UD se determin el RD experimental para las presiones de 6 [psig], 9 [psig] y 12 [psig], obteniendo un RD igual a , y respectivamente. El error obtenido respecto al terico para cada presin de operacin en el orden anterior es de 377,10%, 16,96% y 46,96%.

6. Bibliografa

APENDICEAPNDICE A: DATOS BIBLIOGRFICOS

Propiedades fsicas y termodinmicasA.1 AireTabla A.1.1 Propiedades fsicas del aire

1003,6016,9210-60,0092460,77

1502,36751,0310-50,0137350,753

2001,76841,3310-50,018090,739

2501,41281,4910-50,022270,722

3001,17741,9810-50,026240,708

3500,9982,0810-50,030030,697

4000,88262,2910-50,033650,689

4500,78332,4810-50,037070,683

5000,70482,6710-50,040380,68

5500,64232,8510-50,04360,68

6000,58793,0210-50,046590,68

6500,5433,1810-50,049530,682

7000,5033,3310-50,0523700

7500,47093,4810-50,05509750

8000,44053,6310-50,05779800

8500,41493,7710-50,06028850

Tabla A.1.2 Propiedades fsicas del aire (continuacin)

9000,39253,9010-50,062790,696

9500,37164,0210-50,065250,699

10000,35244,1510-50,067520,702

A.2. Vapor de aguaTabla A.2.1 Propiedades fsicas del vapor de agua

3800,58630,0246

4000,55420,0261

4500,49020,0299

5000,44050,0339

5500,40050,0379

6000,36520,0422

A.3. AguaTabla A.3.1 Propiedades fsicas del agua

01002,2810022800,552

201000,5210005200,597

40994,599945900,628

60985,469854600,651

80974,089740800,668

100960,639606300,68

120945,259452500,685

140928,279282700,684

160909,699096900,68

180889,038890300,675

200866,768667600,665

220842,418424100,652

240815,668156600,635

260785,877858700,611

280,6752,557525500,58

300714,267142600,54

Tabla A.3.2 Viscosidad del agua

01,7910-3

51,5210-3

101,3110-3

151,1410-3

201,0010-3

258,9110-4

307,9810-4

357,2010-4

406,5310-4

455,9610-4

505,4710-4

A.4. Vapor saturadoTabla A.4.1 Propiedades termodinmicas del vapor saturadoTS [C]PS [bar] [kJ/kgK]

850,57832296

900,70142283,2

950,84552270,2

1001,01352257

1201,98532202,6

1403,6132144,7

1606,1782082,6

A.5 CobreTabla A.5.1 Conductividad trmica del cobre.

293386

373379

573369

APNCIDE B: CORRELACIONES

Grficos y correlaciones de propiedades fsicasB.1. Aire

Figura B.1.1 Densidad en funcin de la temperatura

Tabla B.1.1 Correlacin para la densidad

1

Figura B.1.2 Viscosidad en funcin de la temperatura

Tabla B.1.2 Correlacin para viscosidad

0,9972

Figura B.1.3 Conductividad trmica en funcin de temperatura

Tabla B.1.3 Correlacin para conductividad trmica

0,9999

Figura B.1.4 Pr en funcin de la temperatura

Tabla B.1.4 Correlacin para Pr

0,9956

B.2. Vapor de agua



0,9995

Figura B.2.2 Densidad en funcin de temperaturaTabla B.2.2 Correlacin para densidad

0,9994

B.3. Agua

Figura B.3.1 Densidad en funcin de la temperatura

Tabla B.3.1 Correlacin para densidad

0,9997

Figura B.3.2 Calor especfico en funcin de temperaturaTabla B.3.2 Correlacin para p

0,9967



0,9894

Figura B.3.4 Viscosidad en funcin de temperaturaTabla B.3.4 Correlacin para viscosidad

0,9979

Figura B.3.5 Calor latente en funcin de la presin de saturacin

Tabla B.3.5 Correlacin para calor latente

0,9963

B.4 Cobre

Figura B.4.1 Conductividad trmica en funcin de la temperaturaTabla B.4.1 Correlacin para conductividad trmica

1

B.5 Parmetros de Wilson

Figura B.5.1 Parmetros de Wilson para 6 [psig]

Tabla B.5.1 Correlacin para parmetros de Wilson

0.994



0,9986



0,9996

Figura B.5.4 Curva de Calibracin Tabla B.5.4 Curva de calibracin para determinar el flujo de agua

0,9924

APNDICE C: RESULTADOS INTERMEDIOS

Tabla C.1 reas de transferencia de calor

0,3190,3520,457

C.1 Datos intermedios para 6 [Psig]

Tabla C.1.1 Volmenes promedio de cada serie de condensado para cada serieSerie

1240.00

2206.67

3193.33

4186.67

5160.00

Tabla C.1.2 Tabla de volmenes de condesado, flujo volumtrico, densidad de condensado y Flujo msico de Vapor.

2.40 10 -42.409.582.30

2.07 10 -42.079.581.98

1.93 10 -41.939.581.85

1.87 10 -41.879.581.79

1.60 10 -41.609.581.53

Tabla C.1.3 Temperaturas medias logartmicas para cada serie.Serie

186.22

285.69

385.15

483.52

581,25

Tabla C.1.4 Flujos msicos de aguaSerie

10.60

20.54

30.45

40.33

50.18

Tabla C.1.5 Presin en Bar

61.43

Tabla C.1.6 Entalpia de vaporizacin del vapor de agua a 1.43 Bar

2237961,99

Tabla C.1.7 Coeficientes de diseo limpio para cada serie.Serie

12385,22

22269,45

32060,31

41745,46

51227,54

Tabla C.1.8 Temperaturas medias del agua y vapor.Serie

119,5106,0

220,0106,0

320,5106,0

422,00106,0

524,50106,5

Tabla C.1.9 Propiedades del agua a la temperatura del seno del fluido para cada serie.Serie

10.001044197.170.59410598.677.324408,10

20.001024197.690.5959643.127.224072,97

30.001014198.190.5958072.1507.123520,61

40.000974199.670.5986125.106.822793,86

50.000914201.950.6013620.076.361803,20

Tabla C.1.10 Tabla iteracin primera serie para el vapor a 106 C

90.0098.00962.392.730.67179.889338.3882.96

82.9694.48964.732.990.67160.838324.2680.96

80.9693.48965.383.050.67156.758105.8280.49

80.4993.24965.543.070.67155.848056.9480.38

80.3893.19965.573.070.67155.638045.9180.35

80.3593.18965.583.070.67155.598043.4280.35

80.3593.17965.583.070.67155.588042.8580.35

80.3593.17965.593.070.67155.578042.7380.35

Tabla C.1.11 Tabla iteracin segunda serie de vapor a 106 C

80.0093.00965.703.080.67154.938008.0381.67

81.6793.84965.153.030.67158.168181.1582.05

82.0594.02965.033.020.67158.918221.6782.13

82.1394.07965.003.010.67159.098231.0982.15

82.1594.08965.003.010.67159.138233.2782.16

Tabla C.1.12 Tabla iteracin tercera serie de vapor a 106 C

80.0093.00965.703.080.67154.938008.0384.14

84.1495.07964.342.950.67163.478465.2485.03

85.0395.52964.052.910.67165.598578.4185.24

85.2495.62963.982.910.67166.108605.8885.30

85.3095.65963.962.900.67166.238612.5185.31

Tabla C.1.13 Tabla iteracin cuarta serie de vapor a 106 C

80.0093.00965.703.080.67154.938008.0387.70

87.7096.85963.162.820.67172.658954.3989.26

89.2697.63962.642.760.67177.429207.5389.63

89.6397.82962.512.740.67178.649272.4089.72

89.7297.86962.482.740.67178.959288.8489.75

89.7597.87962.482.740.67179.039293.0089.75

Tabla C.1.14 Tabla iteracin quinta serie de vapor a 106 C

80.0093.25965.543.070.67154.377981.0893.19

93.1999.85961.142.570.68190.919925.6395.39

95.39100.95960.382.480.68201.5510488.0095.90

95.90101.20960.202.450.68204.3410635.3196.02

96.02101.26960.162.450.68205.0610672.9196.05

Tabla C.1.15 Conductividad del cobre a T de pared.

86.723359.873375.631

Tabla C.1.16 Velocidad del agua de los tubosSerie

11.1296

21.0155

30.8406

40.6152

50.3425

Tabla C. 1.17 Coeficientes de obstruccin de vaporSerie

12.72

22.66

32.54

42.35

52.05

Tabla C.1.18 Coeficiente de obstruccin conductivo

9.93

Tabla C.1.19 Tabla de datos para relacin de Wilson

2.000.907

1.990.988

2.381.15

2.761.47

3.952.36

Tabla C.1.20 Constantes de Wilson

0.0007714.285714

C.2 Datos intermedios para 9 [Psig]Tabla C.2.1 Volmenes promedio de cada serie de condensado para cada serieSerie

1166,67

2200,00

3200,00

4226,67

5226,67


1,672.409.582.30

2,002.079.581.98

2,001.939.581.85

2,271.879.581.79

2,271.609.581.53


184,17

286,95

388,08

489,66

590,20


10,18

20,32

30,45

40,54

50,60


61,63


2226524,63

Tabla C.2.7 Coeficientes de diseo sucio para cada serie.Serie

11230,63

21723,25

32060,59

42252,24

52353,60


125,50110,50

223,00110,50

321,50110,00

420,50110,50

520,00110,50


18,89 4202,810,603712,846,201827,63

29,47 4200,610,606154,116,642785,20

39,85 4199,190,608284,796,923569,77

41,01 4198,200,609734,907,124089,71

51,02 4197,690,6010577,537,224385,76

Tabla C.2.10 Tabla iteracin primera serie para el vapor a 110,50 C

105,00107,75955,561,76 0,68260,4113616,0797,90

97,90104,20958,102,16 0,68201,7610524,1595,81

95,81103,15958,842,27 0,68191,9110002,7495,34

95,34102,92959,012,29 0,68189,969899,3895,24

95,24102,87959,042,29 0,68189,569878,2695,22

95,22102,86959,052,29 0,68189,489873,9295,22

95,22102,86959,052,29 0,68189,469873,0295,22

95,22102,86959,052,29 0,68189,469872,8495,22

Tabla C.2.11 Tabla iteracin segunda serie de vapor a 110,50 C

90,00100,25960,862,54 0,68171,918940,8689,28

89,2899,89961,112,57 0,68169,948835,9589,12

89,1299,81961,162,58 0,68169,528813,3189,08

89,0899,79961,172,58 0,68169,438808,4089,08

89,0899,79961,172,58 0,68169,418807,3389,08

Tabla C.2.12 Tabla iteracin tercera serie de vapor a 110,00 C

89,0799,54961,352,60 0,68170,088840,3485,50

85,5097,75962,562,75 0,67161,438378,9984,65

84,6597,32962,842,78 0,67159,628281,9984,46

84,4697,23962,912,79 0,67159,238261,1384,42

84,4297,21962,922,79 0,67159,158256,6284,41

Tabla C.2.13 Tabla iteracin cuarta serie de vapor a 110,50 C

90,00100,25960,862,54 0,68171,918940,8683,49

83,4996,99963,072,80 0,67156,788132,1581,87

81,8796,19963,612,87 0,67153,777970,5781,52

81,5296,01963,722,88 0,67153,147937,0681,45

81,4595,97963,752,88 0,67153,017930,0681,43

81,4395,97963,752,88 0,67152,997928,5981,43

Tabla C.2.14 Tabla iteracin quinta serie de vapor a 110,50 C

81,4395,96963,752,88 0,67152,987928,2180,18

80,1895,34964,172,93 0,67150,857813,6879,92

79,9295,21964,252,94 0,67150,427790,2279,86

79,8695,18964,272,94 0,67150,337785,3979,85

79,8595,17964,282,94 0,67150,317784,4079,85


86,00359,15375,71


10,34

20,60

30,84

41,01

51,11


12,21

22,48

32,65

42,76

52,81


9,92


3,81 2,36

2,69 1,50

2,23 1,15

2,08 0,99

2,01 0,92


8,00769,23

C.3 Datos intermedios para 12 [Psig]

Tabla C.3.1 Volmenes promedio de cada serie de condensado para cada serieSerie

1246,67

2233,33

3220,00

4206,67

5173,33


2,47 2,47 952,420,02349

2,33 2,33 952,420,02222

2,20 2,20 952,420,02095

2,07 2,07 952,420,01968

1,73 1,73 952,420,01651


193,18

292,64

391,56

489,92

587,14


10,60

20,54

30,44

40,31

50,18


61,84


2215518,00

Tabla C.3.7 Coeficientes de diseo sucio para cada serie.Serie

12347,83

22247,15

32041,49

41688,03

51212,32


120,50114,00

221,00114,00

322,00114,00

423,50114,00

526,00114,00


10,1014198,200,6010716,517,124416,41

29,984198,700,609862,467,024118,20

39,724199,670,608292,146,833559,98

49,354201,070,606032,076,552731,54

58,784203,220,603674,856,111806,56

Tabla C.3.10 Tabla iteracin primera serie para el vapor a 114 C

88,00101,00374,15960,342,470,68162,618461,75

81,2297,61370,76962,652,760,67149,597763,23

79,6796,83369,98963,172,820,67147,147631,41

79,3596,68369,83963,282,830,67146,677605,69

79,2996,65369,80963,302,830,67146,577600,64

Tabla C.3.11 Tabla iteracin segunda serie de vapor a 114 C

79,2896,64963,302,830,67146,567599,6580,55

80,5597,28962,882,780,67148,517705,3080,80

80,8097,40962,792,770,67148,917726,5280,85

80,8597,42962,782,770,67148,997730,7680,86

80,8697,43962,772,770,67149,007731,6080,86

Tabla C.3.12 Tabla iteracin tercera serie de vapor a 114 C

80,0097,00963,062,800,67147,657658,8083,22

83,2298,61961,982,680,68152,997946,4883,83

83,8398,92961,772,650,68154,108006,1483,95

83,9598,98961,732,650,68154,338018,3183,98

83,9898,99961,722,650,68154,388020,7983,98

83,9898,99961,722,650,68154,398021,2983,99

Tabla C.3.13 Tabla iteracin cuarta serie de vapor a 114 C

80,0097,00963,062,800,67147,657658,8087,38

87,38100,69960,562,500,68161,228387,5688,67

88,67101,34960,112,440,68164,168544,6288,93

88,93101,46960,022,430,68164,768576,9788,98

88,98101,49960,002,430,68164,898583,5688,99

88,99101,49960,002,430,68164,918584,9088,99

Tabla C.3.14 Tabla iteracin quinta serie de vapor a 114 C

80,0097,00963,062,800,67147,657658,8092,72

92,72103,36958,702,250,68174,879115,7494,56

94,56104,28958,052,150,68180,729426,8794,89

94,89104,44957,932,130,68181,849486,5994,95

94,95104,47957,912,130,68182,059497,8294,96


86.723359.873375.631


11,11

21,01

30,83

40,58

50,33


12,88

22,83

32,73

42,55

52,30


9,92


1,960,919

2,040,991

2,241,16

2,771,54

3,912,40


0,0007769,231

APNDICE D: EJEMPLOS DE CLCULO

Los clculos sern realizados a la serie 1 de los datos tomados a una presin de vapor de 6 [psig] y un .D.1 Clculo de flujo msico de aguaUtilizando la funcin obtenida de la curva de calibracin que se muestra en la tabla B.5.4

Estos resultados se encuentran en la tabla ..D.2 Clculo de flujo volumtrico promedioUtilizando los volmenes de agua generados en la condensacin que se muestran en la tabla 2.1, tres muestras para cada ensayo, por lo cual se determina un promedio.

Esto se muestra en la tabla C.1.1 Posteriormente se debe dividir por el tiempo de cada serie para obtener el flujo volumtrico.

Este flujo volumtrico se puede obtener de la tabla C.1.2

D.3 Clculo de la densidad de vapor La correlacin de densidad para el agua lquida a una temperatura de salida del vapor a 104 que se muestra en la tabla B.3.1

Los datos de la densidad para el agua lquida se muestran en la tabla C.1.2D.4 Clculo flujo msico de vaporCon los datos de densidad y flujo volumtrico que se muestran en la tabla C.1.2, el flujo msico queda expresado por el producto de ambos como se ve de la siguiente forma:

El flujo msico se muestra en la tabla C.1.2D.5 Clculo del calor cedido por el vaporSe debe determinar el calor latente del vapor considerando una presin constante de 6 [psig] que se puede apreciar en la tabla B.3.5

El calor latente se puede apreciar en la tabla C.1.6Luego el calor cedido depende del flujo msico y el calor latente, que matemticamente queda expresado como:)

Se puede ver el calor cedido en la tabla 3.1D.6 Clculo del calor absorbidoPara calcular el calor absorbido, se deben evaluar propiedades fsicas que se muestran en la tabla A.3.1. Estas propiedades fsicas son la temperatura media del agua y el calor especifico, se evalan con la temperatura de entrada y salida de agua en el intercambiador, quedando matemticamente de la siguiente forma:

Con la temperatura media del agua, se calcula p, con su respectiva funcin:

Finalmente, se calcula el calor absorbido,

El calor absorbido en la tabla 3.1D.7 Clculo del calor perdido El calor perdido corresponde a la diferencia entre el calor cedido y el calor absorbido, tal que:

Se puede ver en la tabla 3.1

D.8 Clculo calor perdido por conveccin naturalPara calcular el calor perdido se deben evaluar parmetros fsicos y nmeros adimensionales para lograr una estimacin del coeficiente de transferencia de calor, y con ello determinar el calor perdido. D.8.1 Clculo de propiedades fsicas del airePara evaluar las propiedades fsicas, es necesario conocer la temperatura de pelcula, que se obtiene con la temperatura promedio de la carcasa del intercambiador de calor y el aire:

Con la temperatura de pelcula se calculan las distintas propiedades fsicas. Primero se calcular la densidad con su funcin correspondiente:

Luego la viscosidad quedar de expresada de la siguiente manera:

Por otro lado si se supone gas ideal, est dado de la siguiente forma:

D.8.2 Clculo de nmeros adimensionalesCon las propiedades fsicas calculadas y el dimetro de la carcasa del intercambiador de calor, se calcula el nmero de Grashoff:

Esto nos permite saber que es rgimen turbulento y por ende que correlacin utilizar. Mediante la utilizacin de la correlacin emprica para conveccin natural para cilindros horizontales y usando

D.8.3 Clculo del calor perdidoFinalmente para determinar el calor perdido por conveccin natural, usamos calcular el calor perdido por conveccin natural, es necesario determinar el rea de transferencia de calor, corresponde al manto del cilindro y ambas tapas. Se calcula de la siguiente manera:

Por lo tanto el calor perdido queda expresado de la siguiente forma:

D.9 Clculo del coeficiente global de diseoPara determinar el coeficiente global de diseo debemos utilizar la ecuacin de diseo del intercambiador 1-2, debiendo conocer previamente el rea de transferencia de calor, la temperatura media logartmica en contracorriente y el calor perdido. Primero determinamos el rea de transferencia de calor que depende del nmero y dimetro del tubo. Se determina de la siguiente manera:)

Por otro lado, conocidas las temperaturas de entrada y salida de agua y de vapor, la diferencia de temperatura media logartmica, queda de la siguiente forma:

Los datos se encuentran en la tabla C.1.3Luego UD se determina de la siguiente forma:

Este resultado se encuentra expresado en la tabla 3.7

D.10 Clculo del coeficiente global limpio de transferencia de calorEl coeficiente global limpio de transferencia de calor se debe determinar realizando un clculo iterativo. Inicialmente de debe suponer la temperatura de pared del tubo que permitir obtener la temperatura en el seno del fluido. Esta temperatura permite evaluar las propiedades fsicas que corresponde a la viscosidad, calor especifico, conductividad trmica y densidad que se muestran en la tabla A.1.1. Paralelamente requerimos obtener la velocidad del agua. Este conjunto de propiedades permiten determinar el nmero de Prandlt, el nmero de Reynolds y el nmero de Nusselt que pueden apreciar en la tabla C.1.9 Estos datos formaran parte de dos diferentes correlaciones con las que se calculan los coeficientes de transferencia de calor interno y externo. Posteriormente teniendo los coeficientes y reas de transferencia de calor, se finaliza la iteracin verificando que el calor cedido debe ser igual al calor absorbido.Con la temperatura promedio se calcula la viscosidad, con la correlacin obtenida en funcin de la temperatura:

El nmero adimensional Prandlt de determinar mediante la siguiente ecuacin:

El nmero de Reynolds se calcula mediante el flujo msico, la viscosidad del agua y el dimetro de los tubos con la siguiente expresin:

Posteriormente se utiliza la correlacin correspondiente para flujo turbulento en el interior de un tubo o cilindro, para calcular el nmero de Nusselt interior mediante la siguiente ecuacin:

Para determinar el Nusselt exterior se utiliz la correlacin para condensacin tipo pelcula de Chapman; obteniendo lo siguiente:

Luego se determinan los coeficientes de transferencia de calor interno y externo mediante Nusselt, como fue descrito anteriormente. Y se finaliza comparando el calor absorbido con el cedido verificando que se cumpla la igualdad entre ellos.Posteriormente se calcula UC mediante la siguiente expresin: (

D.11 Clculo de RD experimentalYa calculados los coeficientes globales UD y UC, se puede determinar el factor de obstruccin mediante la siguiente ecuacin:

D.12 Clculo de RD por mtodo de WilsonMediante el mtodo de Wilson se determinaron dos constantes empricas:

Requerimos determinar la conductividad trmica del cobre, para poder calcular la resistencia del condensador, k se determina, mediante la siguiente correlacin en funcin de la temperatura de pared:

Luego la resistencia del condensador se calcula con la siguiente expresin matemtica:

Mediante la siguiente ecuacin se determina la resistencia del vapor:

Finalmente el coeficiente de obstruccin terico es el siguiente:

D.13 Clculo de errores porcentualesError calculado para el calor perdido:

Error calculado para el coeficiente RD:

informe calor iii

Documents

datos tabla

calor sucio

intercambiador de calor

calor absorbido

resultados tabla

calor perdido terico

calor curso

corrida experimental