Intercambiador de calor de tubos concentricos en contraflujo

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Figura 1 Intercambiador de tubos concéntricos

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Figura 2. Dirección del fluido en contraflujo

Resultados y discusiones

Realizando los cálculos pertinentes para poder conocer nuestra diferencia media logarítmica y el coeficiente global de transferencia de calor en un tiempo de 2 minutos son los siguientes:

T1= Temperatura caliente de salida

T1= 32ºC

T2= Temperatura caliente de entrada

T2= 55.5 º C

T3= Temperatura fría de entrada

T3= 30 ºC

T4= Temperatura fría de salida

T4= 36.8 ºC

Se calculó la diferencia media logarítmica

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Para un flujo en contracorriente:

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Sustituyendo nuestros valores:

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Se calculó el diámetro hidráulico

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D1= 0.003m

D2= 0.013m[pic 16]

D3= 0.03m[pic 17]

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Se calculó el número de Reynolds

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Se realizarón las operaciones para la fórmula de Dilttus-Buelter

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Se calculó el coeficiente de película exterior

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Se calculó el coeficiente de transferencia de calor

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Comparando los resultados arrojados con respecto a los tipos de configuración; paralela y contraflujo, obtenemos que son diferentes; la diferencia media logarítmica en paralelo es de 6.82 ºC y la de contraflujo es de 7.47 ºC y el coeficiente global de transferencia de calor en un fluido en dirección paralela es de 1.39x10-5 w/m2k y en dirección opuesta es de 1.22x10 -4 w/m2k , donde nos arroja un resultado menor en el flujo en dirección paralela, por el simple hecho que en un intercambiador de contracorriente tiene mejor interacción de los fluidos, ya que van en direcciones contrarias, esto se puede verificar mediante estudios previos, donde nos dice que los “intercambiadores en contraflujo resultan ser más eficientes que los otros” (Jaramillo, 2007).

Conclusión

Derivado del estudio anterior se concluye que los intercambiadores de calor de tubos concéntricos en contraflujo son más eficientes que los de flujo paralelo, debido a que el coeficiente de transferencia de calor es mayor y esto nos permite ahorros energéticos.

Referencias

- Asociación (2016) Pymes, INEGI 1, consulta 4/10/17. INEGI. Base de datos

- Asociación Ibera (2017). Productos y refrigeradores de motor. Consulta 09/10/17

- Cengel Y.A. (2007) Transferencia de Calor y masa. México: Mc Graw Hill

- Dondé C.M. (2005). Transporte de momentum y calor: teorías y aplicaciones de la ingeniería de proceso. México: Mérida. Universidad Autónoma de Yucatán.

- Jaramillo O. (2007) Tipos de intercambiadores: Contraflujo. Universidad Autónoma de México

- Levenspiel O. (2004) Flujo de fluidos: Intercambio de calor. México: Reverté

- Romero, M.C.; Ballesteros N. y Vargas J. (2016). Intercambiadores de calor de tubos concéntricos 9/10/17,de ciencia sitio web: https://mariamcrom.files.worpless.com/2011/01/informe-rev-concentricos mariaclaudia.pdf