TRANSFERENCIA DE CALOR ASIGNATURA

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Las incrustaciones se pueden dar de las siguientes formas; como precipitación de depósitos solidos sobre la superficie de transferencia. La aparición de algas en fluidos calientes, denominada incrustación biológica, otra forma se da por acumulación de productos químicos, siendo esta la incrustación química y corrosión.

A continuación se presenta una tabla con valores aproximados del factor de suciedad para diferentes fluidos utilizados en el proceso de intercambio de calor:

Fluido

[pic 18]

Combustóleo

0.0009

Aire industrial

0.0004

Refrigerante (vapor)

0.0004

Agua de mar/agua tratada para alimentación de caldera (arriba de 50 °C)

0.0002

Agua de mar/agua tratada para alimentación de caldera (debajo de 50 °C)

0.0001

Vapor (libre de aceite)

0.0001

Refrigerante (liquido)

0.0001

Vapor de alcohol

0.0001

Tabla 1: factores de suciedad de fluidos más comunes en I. de calor.

- Métodos de análisis de intercambiadores de calor

El análisis de los intercambiadores de calor es un punto de estudio muy importante, ya que permite predecir el comportamiento, estudiar las prestaciones y examinarlas a fin de llegar a conclusiones para la selección, diseño o el mejoramiento de estos. De los métodos de análisis existentes, se presentaran el método de diferencia logarítmica de temperatura (DMLT) y el método de eficiencia-NUT.

Método de diferencia media logarítmica de temperatura

Es utilizado en el análisis de intercambiadores para la selección de intercambiadores que cumplan requisitos prescritos de funcionamiento, se aplica cuando las temperaturas de entrada del fluido y las temperaturas de salida son especificadas o determinadas mediante ecuaciones balance de energético. El modelo matemático del método DMLT es: [pic 19]

En donde y son las diferencias de temperatura entre los dos fluidos de entrada y salida. Si estas temperaturas son iguales, el modelo cambia de la siguiente forma= dando como resultado una diferencia de temperaturas constante. Este modelo puede ser aplicado a intercambiadores de calor de flujo paralelo y contraflujo, sin embargo al analizar intercambiadores de flujo cruzado el modelo cambia a: , aquí F representa el factor de corrección, y se aprecia la relación del flujo cruzado con el contraflujo.[pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]

Método de eficiencia-NTU

Cuando se desconocen las temperaturas de entrada y salida se opta por la utilización de un método más adecuado, es el caso del método de eficiencia-NTU el cual ayuda en la determinación de tales temperaturas. El modelo matemático es: [pic 25]

El termino U representa el coeficiente de transferencia total de calor, As es el área superficial del intercambiador, es la razón de capacidad calorífica mínima. El primer paso se trata de hallar las razones de capacidad calorífica de los fluidos frio (c) y caliente (h) y . Posteriormente se determina la razón máxima de la transferencia de calor con la ecuación: , el término en paréntesis indica la diferencia de temperatura de entrada de ambos fluidos.[pic 26][pic 27][pic 28][pic 29]

Se determina la razón de transferencia de calor real con: , para después encontrar la efectividad con . Teniendo estos datos, y utilizando las tablas de relaciones del NTU para diferentes tipos de intercambiadores de calor, se puede determinar el NTU.[pic 30][pic 31]

6. Parámetros para selección o diseño de un intercambiador de calor.

Los criterios para el diseño de un intercambiador de calor varían dependiendo el uso que se le dará, sin embargo, como en todo diseño, se busca siempre obtener la mejor eficiencia y el menor gasto en el proceso, Para la selección ocurre lo mismo. Los parámetros más

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Referencias

-Çengel Y. A. (2011).Transferencia de calor y masa.

- Incropera F. P. (2015). Fundamentos de transferencia de calor.

1. Y., Cengel. Transferencia de calor y masa. USA : McGrawHill, 2011

Incropera F., Bergman T., Lavine A., Dewitt D. Fundamentals of heat and mass transfer. USA : Wiley,

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