ope ii doble tubo
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Calculo para el diseño de un intercambiador de doble tubo.TRANSCRIPT
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Intercambiador de Doble TuboCálculo
Jesus Roberto Esparza CastroGerardo Melgoza Páramo
Alejandra Montijo Moreno
Operaciones Unitarias II
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Diagrama Doble Tubo
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Intercambiadores de Calor
Son equipos que permiten transferir energía (calor) de un fluido a otro sin ponerlos en contacto directo, la transferencia se produce a través de una pared sólida que los separa. Un fluido transfiere calor por convección a una pared sólida, el calor atraviesa esta por conducción y por último el otro fluido recibe la transferencia por convección.
Los tipos mas usuales son: a.- intercambiadores de doble tubo. b.- intercambiadores de carcasa y tubos. c.- intercambiadores compactos.
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Intercambiadores de Doble Tubo Están constituidos por dos tubos concéntricos, un fluido
circula por el tubo interior y el otro por el ánulo que queda entre ambos tubos, la transferencia se realiza a través de la pared del tubo interior.
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Diseño
• Intercambio de Energía• Horquillas• Contra vs Equi 20%• Económico y Barato• Longitud
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CálculoPlanteamiento del Sistema
H1: Coeficiente De transferencia por convección fluido 1 – pared. H2: Coeficiente De transferencia por convección fluido 2 – pared K: conductividad térmica de la paredSupongamos que por el tubo interior circula un fluido a, con temperatura de entrada T11 y de salida T12, que calienta al fluido b que circula por el ánulo con
temperatura de entrada T21 de salida T22 (estamos suponiendo T 1 > T 2 )
DIAGRAMA
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Variación de Temperaturas Flujo Paralelo
Sentido del fluidoComportamiento de la Temperatura a lo largo del tramo
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Flujo Contracorriente
Sentido del fluido
Comportamiento de la Temperatura a lo largo del tramo
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Potencia Transferida a través de Diferencial de Superficie
))((1
21 TTdAR
dqT
Donde:
:Temp. Del fluido 1 y 2.
:Resistencia térmica del
material.
dA= Superficie de contacto.
dL= Longitud del tramo asociado con dA.
Radio interno.
Radio externo
21 TyT
TR
2
1
r
r
)(
21
2
ln
21
1 ''2
''1
22
1
''1
11
TTdA
dlhrkdl
rr
dlhr
RT
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Debido a lo delgado de la pared del tubo, en algunos casos puede considerarse como la conducción en una placa plana:
Donde:
e=
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Cálculos para Determinar el Calor Total Transferido
T
globalglobalT
RU
tAUTAR
q
1
****1
Coeficiente de Transferencia de Calor
dATTR
dqA T
q
*)(*1 ''
2''1
0
A lo largo del tubo varían
Donde:
211 ,,, TThh b
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Debido al constante cambio en las variables se toman como medias
aritméticasTCpk ,,,,
(fluido caliente)
(fluido frio)
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Flujos en paralelo:
Flujos contracorriente:
Salto de Temperatura en extremo frio
Salto de Temperatura en extremo caliente
Con estos saltos:
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MLDT= media logarítmica de la diferencia de temperaturas en los extremos.
Si es cercano a se tomará el salto aritmético
El calor transferido de un fluido a otro se puede conocer a partir de una balance de energía en estado estacionario
Q= calor transferido por el fluido 1 al 2= calor incorporado por el fluido 2
Flujos másicos
Capacidades Caloríficas
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN