PROCESOS DE SEPARACIN II: UNIDAD 1INTERCAMBIADORES DE CALOR DE DOBLE TUBO

Dimetro equivalenteUno de los fluidos circulara por la seccin anular y debido a que no tiene una seccin transversal circular, es necesario calcular un dimetro equivalente (De). Este se define como cuatro veces el radio hidrulico, que es a su vez la relacin al rea de flujo al permetro hmedo. As; Para la transferencia de calor:

Para la cada de presin:

Esto implica que el nmero de Reynolds para la transferencia de calor y para la cada de presin son diferentes, aun para las mismas condiciones de velocidad, densidad y viscosidad. TABLA A: CLCULO DE REAS DE FLUJO Y DIMETROS EQUIVALENTES PARA LA SECCIN ANULAR Y EL TUBO.Tubera IPSrea de flujo (in2)Seccin anular (in)

Seccin anularTubo

2 x 1

2 x 1

3 x 2

4 x 3

DISEOPara el diseo de un intercambiador de calor de doble tubo es necesario definir la distribucin de los fluidos dentro del equipo, para lo cual se busca que la velocidad msica sea muy parecida en ambas secciones. Una vez determinada la distribucin de flujos se aplica la siguiente metodologa: 1. Establecer las condiciones del proceso requeridas: Fluido caliente: Fluido frio: Dimetro de las tuberas y longitud de la rama de la horquilla.

2. Obtener el flujo de calor transferido entre los fluidos.

3. Calcular la considerando que el flujo ser a contracorriente.Tubera interiorTubera exterior o seccin anular

4. Clculo del rea de flujo

4. Clculo del rea de flujo

5. Calculo de la velocidad msica

5. Calculo de la velocidad msica

6. Obtener Re

6. Obtener Re

7. Obtener el factor de Coulburn (Fig. 24)7. Obtener el factor de Coulburn (Fig. 24)

8. Obtener Pr

8. Obtener Pr

9. Obtener hi y hio

10. Obtener ho

11. Calcular la temperatura de la pared (tw)Si el fluido caliente circula por el lado de los tubos

Si el fluido fro circula por el lado de los tubos

12. Calcular con las viscosidades evaluadas a la temperatura de la pared

13. Calcular los coeficientes de pelcula h0 y hio14. Calcular el coeficiente de transferencia de calor limpio (Uc)

15. Calcular el coeficiente de transferencia de calor de diseo (UD). considerando las resistencias debida a incrustaciones del material.

16. Calcular el rea de transferencia de calor, trasladando esta longitud de la rama del equipo. Si la longitud no corresponde a un nmero entero de horquillas, ajustar al nmero mayor inmediato y recalcular las resistencias debidas a incrustaciones del material.

17. Calculo de la cada de presin Tubera interiorTubera exterior o seccin anular

a) Factor de friccin (Fig. 26)

a) Obtener el dimetro equivalente

b) Calcular la prdida de carga

b) Calcular Rea debido a la friccin

c) Calcular la cada de presin

c) Factor de friccin (Fig. 26)

d) Calcular la prdida de carga

e) Calcular la perdida de carga debida a entradas y salidas.

f) Calcular la cada de presin