Discusión / Conclusión.

Luego de obtener los resultados de la práctica lo primero que se debe mencionar es que

las termocuplas utilizadas eran de diferentes materiales metálicos, las termocuplas

acopladas al intercambiador de calor están hechas de hierro-constantan mientras que la

termocupla conectada al visor de temperatura es de cromo-aluminio por tanto se utilizó una

ecuación (0.776267*Tep + 5.045) que permitió calcular las temperaturas reales, lo que

introdujo además del propio error de medición también uno de cálculo pero al aplicarse esto

a todos los valores de temperatura el error no es significativo.

Con los datos de temperaturas indicados en la tabla 1 se procedió a realizar los

diagramas térmicos en flujo paralelo ( Grafica 1 ) y en contracorriente ( Grafica 2 ) para los

diferentes porcentajes de rotámetro de agua ( 30% y 60% ) los cuales reflejan en que

configuración se da una mayor transferencia de calor y a que caudal de agua.

Como se puede observar en la Grafica 1 para un %R de 30% y 60% de agua se cumple

el hecho de que la temperatura de salida de vapor es aproximada a la temperatura de salida

del agua, se observa como el descenso de temperatura más brusco ocurre en el vapor, en

especial en el segundo tramo del intercambiador, ya que al haber más cantidad de agua

que calentar el vapor transferirá más calor y se enfriara. En cuanto al flujo en contracorriente

según la teoría, la temperatura de salida del agua puede superar la temperatura de salida

del vapor mientras que en el flujo paralelo nunca la temperatura del fluido más frio puede

alcanzar la temperatura del fluido más caliente, En la Grafica 2 se aprecia que para un %R

de 60% se cumple lo anterior, mientras que para la experiencia a %R de 30% en flujo

contracorriente la temperatura de salida del agua (44,63 C) se encuentra muy alejada de la

temperatura de salida del vapor (60,94 C) lo que evidencia que la transferencia de calor no

fue óptima, esto producto de irregularidades ocurridas al momento de realizar la corrida, las

cuales fueron: No se descargó la cámara de mezcla en las 2 corridas anteriores y se dejó

abierta una válvula la cual debía de estar cerrada ya que ocasionó la mezcla del agua y el

vapor con lo que hubo una transferencia de calor antes de entrar al intercambiador; ambas

cosas provocaron errores importantes por lo que los resultados de esta corrida no son

fiables y se alejan de la realidad, como por ejemplo, carece de sentido que la temperatura

intermedia del agua ( 47.74 C ) en esta configuración sea mayor a la de entrada (39.2 C ) y

salida (44.63 C).

De acuerdo a los datos reflejados en la Tabla 8 se puede decir que a mayor caudal de

agua y en contracorriente es la mejor configuración y en donde se da una mayor

transferencia de calor ya que el calor absorbido por el agua es mayor en comparación a los

de flujo paralelo y también en contracorriente con un caudal de 30% y también se refleja allí

la diferencia de temperatura logarítmica menor con un valor de 24.75 K, esto es importante

debido a que una menor diferencia media logarítmica se traduce en una mayor transferencia

de calor.

Por otra parte algo ilógico es que el coeficiente de transferencia de calor global sucio es

mayor que el limpio en todos los casos, y esto no debería ser así ya que el coeficiente de

transferencia de calor global sucio incluye el factor de ensuciamiento y dicho ensuciamiento

no permite una buena transferencia de calor, es decir, es una resistencia al paso de calor

por tanto este debería ser menor al limpio, es por esta razón que los factores de

ensuciamiento determinados son negativos, una posible explicación para esto sería la

disminución del diámetro de la tubería interna, lo que parece poco probable ya que el

material de estas tuberías es Cobre el cual no se erosiona con facilidad por lo que no se

puede dar una explicación razonable a estos valores obtenidos.

Otro aspecto relevante es que se debe cumplir el hecho de que el calor transferido por

el vapor debe ser igual al absorbido por el agua y en todos los casos el calor suministrado

por el vapor era mayor que el absorbido por el agua, esto se puede deber al hecho de que

el asbesto no aísla completamente el calor y la transferencia de este hacia los alrededores

es significativa. A excepción de la configuración en contracorriente a un caudal de 60%

donde el calor absorbido por el agua fue similar al transferido por el vapor, en el resto hay

grandes diferencias, de más del doble, destacando de nuevo el caso en contracorriente con

%R de 30% de agua donde el calor ganado por el agua fue de 1857,19 W y el cedido por

el vapor fue de 11576,86 atribuyéndose este descomunal error a las irregularidades

descritas anteriormente.

Por otra parte los coeficientes de película externos son mayores a los internos en todas

las configuraciones lo que quiere decir que las propiedades del agua influyen

significativamente en la transferencia de calor, además de esto al comparar estos valores

a diferentes %R para la misma configuración vemos como los coeficientes de película son

mayores a medida que aumenta el caudal para el caso del agua donde vemos que a 30%

de rotámetro el coeficiente de película externo es de 2257.64 W/m2 K mientras que para la

misma configuración de flujo en paralelo pero a 60% de rotámetro el valor es de 4225.8

W/m2 K, esto debido a que los coeficientes de película son directamente proporcionales al

flujo másico y por lo tano también al caudal. Por esta razón al mantenerse constante el

caudal de vapor vemos una ligera disminución en los coeficientes de película interna

(514,65 a 493,36 W/m2 K) ya que por influencia de la mayor transferencia de calor hacia el

agua las otras propiedades (densidad, Cp, viscosidad) de las cuales depende este

coeficiente decrecen en magnitud.

De acuerdo con el valor de la literatura, este se estimó como 2271,17 W/m2.K para un

intercambiador de calor por donde pasa agua por la carcasa y vapor por los tubos y si se

compara con los calculados en esta práctica se puede observar que los valores están muy

alejados del valor estimado, ya que ese valor es un estimado para intercambiadores

utilizados industrialmente y a fines de laboratorio no se aplica, sin embargo se pudo

observar en la practica el funcionamiento del mismo y la eficiencia en cuanto a la

transferencia de calor que tiene una configuración de la otra.