Ejercicio intercambiadores de carcasa y tubos.

...

- ¿Cómo sería el desempeño del intercambiador si estuviera limpio y los tubos fueran de latón Admirlty (λ= 121 W/ m K)?

Coeficiente global sin tubos de latón

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

[pic 44]

En la gráfica ε -Nut se encuentra ε= 52%

Se concluye que el intercambiador de calor tendrá más eficiencia con los tubos de latón comparado con los tubos de acero.

- Si se contara con dos intercambiadores idénticos ¿pudieran estos proveer la carga requerida?

Si usamos dos intercambiadores idénticos

R= = 0.8947≈ 0.9 S== 0.55[pic 45][pic 46]

Si=[pic 47]

Si= 0.3724

Se tiene que Ri=Rz=0.9 y Si=Sz=0.3724

Obteniendo FT de la grafica

Ft=0.96

DMTL=32.95

El área seria

A== 62.0435m2[pic 48]

La longitud que es necesaria es:

Dexterno=0.033

L==8.54 m[pic 49]

Si se puede proveer la carga requerida.

- Si fuera posible instalar un deflector longitudinal en el haz de los tubos, de manera que el intercambiador funcionara en un arreglo (2:2) ¿Se lograría alcanzar la carga deseada?

El calor que se debería generar con el intercambio es de 1088Kw, el coeficiente de transferencia de calor con el que se trabajara es el mismo que se calculó en el apartado c) y las temperaturas de salida y entrada permanecen constantes en el nuevo sistema que se propone. . Los valores de R=0.9 y S=0.55 permanecen constantes.[pic 50]

Leyendo en la gráfica Ft obtenemos su valor

Ft=0.92

Calculando el área

[pic 51]

= 77.4656 m2[pic 52]

El área disponible sigue siendo 54.42m2 aun así este tipo de intercambiador sigue sin poder cumplir las especificaciones.

- Calcule el flujo de agua de enfriamiento que satisface la especificación del proceso para el intercambiador (1:2) existente.

Para que se cumpla que el flujo de calor es 1088Kw, debe haber un flujo de agua de 0.462 Kg/s y también salir a una temperatura de 25.10°C.

Temperatura de entrada= 9°C

Temperatura de salida= 25.10°C

Temperatura media= 17.0503°C

Q tubo= 31085.7143 W

factor sucio= 0.00018

Area Interior= 1.2252 m

Area exterior= 1.5551 m

Propiedades del agua a 17.050

Densidad= 998.6489 kg/m3 Viscosidad=0.00108223

Velocidad=8.71E-01 m/s

Pr=7.64711741

Reynolds=20906.5894

[pic 53]

Nu=(0.023)(20906.5894)0.8(7.64711)0.4

Nu= 148.3725

(conductividad térmica)= 0.5926

Do=0.033 m

[pic 54]

[pic 55]

hi=3381.7516 W/m2 K

hio=2664.8186 W/m2 K

[pic 56]

- Si se puede encontrar un flujo de agua adecuado en la parte j) ¿Cuáles serían las temperaturas de salida cuando el intercambiador está limpio?

¿Qué flujo de agua de enfriamiento se requiere para lograr la especificación de proceso cuando el intercambiador está limpio?[pic 57]