Transfe.docx
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Transfe.docx as PDF for free.
More details
- Words: 1,149
- Pages: 7
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INEGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS. Laboratorio de Transferencia de Calor. Practica 3: Intercambiador Horizontal de Coraza y Haz de Tubos. Profesor: José Oscar German Ibarra. Equipo 6: López González Virginia Isela. Grupo: 2IM51
Tabla de datos experimentales: Lectura de Rotámetr o % 73%
Pv man Kgf/cm2
Tv °C
Tcc °C
Tcf °C
taf °C
tac °C
ΔZa cm
Δ θa min
ΔZc cm
Δ θc min
1
110
1308. 5
109.7 5
23
45
20
3.70 8
15.6
30
Tabla de datos consultados: Nomenclatura. Diámetro del agua fría (Daf) Densidad del agua fría (ρaf) a 23°C Diámetro del condensado frio (Dcf) Densidad del condensado frio (ρcf) a 23°C Calor especifico (Cp) Calor latente (λv) a 110 °C Diámetro exterior (de) Longitud (L) Numero de tubos totales (Nt) Conductividad térmica (K) a 34 °C Dímetro interior (di) Densidad (ρ) a 34°C Viscosidad (µ) a 34 °C Densidad (ρ) a 65°C Conductividad térmica (K) a 65 °C Gravedad (g) Numero de tubos en hilera vertical (Ni) Viscosidad (µ) a 65 °C Espesor (e) Conductividad térmica (K) del material Diámetro medio (dm) Desarrollo de Cálculos: 1.- Gasto volumétrico del agua. ∆ Z af m π [¿ ] Gv a = D af 4 ∆ θa h
3
Dato con unidades. 0.56m 997.62 Kg/m3 0.39m 997.62 Kg/m3 1 Kcal/Kg °C 532.613 Kcal/ Kg 0.0159m 1.5m 5 0.535 Kcal/h m °C 0.01466m 994.07 Kg/m3 2.6424 Kg/m h 980.45 Kg/m3 0.569 Kcal/h m °C 127137600 m/h2 2 1.5624 Kg/m h 0.00124m 95.2 Kcal/h m °C 0.01528m
0.56 m¿ 2
(
3
0.20 m m =0.7971 0.0618h h π Gv a= ¿ 4
)
2.- Gasto masa de agua. Kg h
Gma=Gv a∗ρaf [ ¿ ]
(
Gma= 0.7971
m3 Kg Kg 997.62 3 =795.2 h h m
)(
)
3.-Gasto volumétrico del condensado frio. ∆ Z cf m 3 π [¿] Gv a = D cf 4 ∆ θc h
0.39 m¿ 2
(
3
0.156 m m =0.0373 0.5 h h π Gv a= ¿ 4
)
4.- Gasto masa de vapor de agua. Gmvc =Gv cf ∗ρ cf [ ¿ ]
(
m Gmvc = 0.0373 h
3
Kg h
)(997.62 Kgm )=37.21 Kgh 3
5.-Calor ganado o absorbido por el agua (Qa). Qa=Gma Cp(t 2−t 1 ) [ ¿ ]
(
Qa= 795.2
Kcal h
Kg Kcal Kcal 1 ( 45−23 ) ° C [ ¿ ] 17494.4 h Kg ° C h
)(
)
6.-Calor (cedido) por el vapor de agua (Qv) Qv=Gmvc∗λv [ ¿ ]
Kcal h
(
Qv= 37.21 Nota: λ v
Kg Kcal Kcal 532.613 =19818.53 h Kg h
)(
)
se obtiene a la temperatura de 110°C.
7.-Eficiencia térmica del equipo. ŋ=
Qa ∗100 Qv
ŋ=
17494.4 ∗100=88.27 19818.53
8.-Coeficiente global de transferencia de calor experimental o sucio (Ud). Ud=
Qa Kcal [ ¿] ATC ∆ T ML h m2 ° C
Kcal h Kcal Ud= =618.81 2 2 ( 0.3746 m ) ( 75.47 ° C ) hm °C 17494.4
Media logarítmica de las diferencias de temperatura. ∆ T ML =
∆ T ML =
∆ T 1−∆ T 2 [¿ ]° C ∆T1 ln ∆T2
( 87−65 ) =75.47 °C 87 ln 65
En donde: ∆ T 1=T v −t af [ ¿ ] ° C ∆ T 1=(110−23)° C=87 ° C ∆ T 2=T v −t cf [ ¿ ] ° C
∆ T 1=(110−45)° C=65 °C Área de transferencia de calor. A TC =πdeL N t [ ¿ ] m
2
A TC =π ( 0.0159 m ) ( 1.5 m) ( 5 )=0.3746 m2 9.- Coeficiente de película interior. Para el flujo turbulento con Re≥10000:
hi=0.023
K divρ di μ
0.8
Cpμ K
1 /3
μ μ¿
0.14
( )( )( )
(
[¿]
Kcal 2 hm °C
Kcal ( 0.01466 m ) 944.46 m 994.07 Kg 0.535 3 h m hm ° C hi=0.023 0.01466 m Kg 2.6424 mh
)(
(
0.8
)(
) (
1
Kcal Kg 2.6424 Kg ° C mh Kcal 0.535 hm ° C
)(
)
1/ 3
)
( 1 )0.14 =1344.4
Para flujo laminar y Re hasta 10000 consultar la curva de transferencia de calor del lado de los tubos (Kern). El término de la relación de viscosidades no es muy importante para los líquidos de baja viscosidad tales como el agua, por lo tanto la relación de viscosidades vale 1.0 Nota: Para este cálculo las propiedades físicas se evalúan a temperatura media (tm) del agua.
t m=
(t af −t ac ) [¿ ]° C 2
t m=
(23−45) [ ] ¿ 34 ° C 2
10.- Velocidad de flujo del agua. v=
Gv a = NiAf
(
v= 5
Gv a 5
( π4 di )
m h
[¿ ]
2
0.7971
m3 h
)
( π4 ( 0.01466 m) )
=944.46
2
m h
11.- Calculo del coeficiente de Película Exterior. he=0.725
[
[
ρ2 K 3 λg 2 3
¿ deμ ∆ T f
( he=0.725
1 /4
]
Kg 980.45 3 m
[¿ ]
2
)( 2 3
Kcal hm ° C
Kcal 0.569 m° C
(
3
)(
Kcal m 532.613 127137600 2 Kg h
( 2 ) ( 0.0159 m ) 1.5624
)(
Kg (38.06 ° C) hm
)
)
]
1 /4
=6854.41
Kcal hm° C
Nota: Para esta calculo las propiedades físicas se evalúan a temperatura de película Tf en donde:
Kcal 2 hm °C
12.-Calculo de la temperatura de película
(T f )
T f =T v −0.75 ∆ T f [ ¿ ] ° C 110−0.75∗¿ ¿ T f =¿ ∆ T f =T v −T ¿ [ ¿ ] ° C
∆ T f =( 110−50 ) ° C=60 ° C Este cálculo es un aproximado de la temperatura de pared (Tsup) o temperatura de superficie. T ¿=
T v + T cf +t a+ t ac [¿ ] °C 4
T ¿=
110+23+ 23+45 =50 ° C 4
En donde: Las propiedades físicas son evaluadas a temperaturas de película (Tf) del vapor condensado. 13. Calculo del coeficiente global de transferencia de calor teórico o limpio (Uc). U c=
U c=
1 Kcal [¿] de ede 1 h m2 ° C + + hidi Kdm he 1 Kcal =1035 2 (0.0159 m ) (0.00124 m)(0.0159 m) 1 hm ° C + + Kcal 6854.41 (1344.4 )(0.01466 m) ( 0.01528 m ) 95.2 Kcal 2 hm °C hm ° C
(
14.-Diferencia porcentual de los coeficientes Uc y Ud. %D=
Uc−Ud ∗100 [ ¿ ] Uc
%D=
1035−618.81 ∗100=40.212 1035
15.-Factor de incrustación. Rd=
Uc−Ud [ ] ¿ Uc∗Ud
Rd=
1035−618.81 =0.00065 1035∗618.81
)
Tabla de Resultados: Gma Kg/h 795.2
Gmv Kg/h 37.21
Qa Kcal/h 17494. 4
Qv Kcal/h 19818.5 3
ŋ 88.2 7
ΔTML °C 75.47
Ud 618.8 1
hi he Kcal/ h m2 °C 1344. 6854.4 4 1
Uc
Rd
%D
1035
0.0006 5
40.2 1
Tabla de datos experimentales: Lectura de Rotámetr o % 73%
Pv man Kgf/cm2
Tv °C
Tcc °C
Tcf °C
taf °C
tac °C
ΔZa cm
Δ θa min
ΔZc cm
Δ θc min
1
110
1308. 5
109.7 5
23
45
20
3.70 8
15.6
30
Tabla de datos consultados: Nomenclatura. Diámetro del agua fría (Daf) Densidad del agua fría (ρaf) a 23°C Diámetro del condensado frio (Dcf) Densidad del condensado frio (ρcf) a 23°C Calor especifico (Cp) Calor latente (λv) a 110 °C Diámetro exterior (de) Longitud (L) Numero de tubos totales (Nt) Conductividad térmica (K) a 34 °C Dímetro interior (di) Densidad (ρ) a 34°C Viscosidad (µ) a 34 °C Densidad (ρ) a 65°C Conductividad térmica (K) a 65 °C Gravedad (g) Numero de tubos en hilera vertical (Ni) Viscosidad (µ) a 65 °C Espesor (e) Conductividad térmica (K) del material Diámetro medio (dm) Desarrollo de Cálculos: 1.- Gasto volumétrico del agua. ∆ Z af m π [¿ ] Gv a = D af 4 ∆ θa h
3
Dato con unidades. 0.56m 997.62 Kg/m3 0.39m 997.62 Kg/m3 1 Kcal/Kg °C 532.613 Kcal/ Kg 0.0159m 1.5m 5 0.535 Kcal/h m °C 0.01466m 994.07 Kg/m3 2.6424 Kg/m h 980.45 Kg/m3 0.569 Kcal/h m °C 127137600 m/h2 2 1.5624 Kg/m h 0.00124m 95.2 Kcal/h m °C 0.01528m
0.56 m¿ 2
(
3
0.20 m m =0.7971 0.0618h h π Gv a= ¿ 4
)
2.- Gasto masa de agua. Kg h
Gma=Gv a∗ρaf [ ¿ ]
(
Gma= 0.7971
m3 Kg Kg 997.62 3 =795.2 h h m
)(
)
3.-Gasto volumétrico del condensado frio. ∆ Z cf m 3 π [¿] Gv a = D cf 4 ∆ θc h
0.39 m¿ 2
(
3
0.156 m m =0.0373 0.5 h h π Gv a= ¿ 4
)
4.- Gasto masa de vapor de agua. Gmvc =Gv cf ∗ρ cf [ ¿ ]
(
m Gmvc = 0.0373 h
3
Kg h
)(997.62 Kgm )=37.21 Kgh 3
5.-Calor ganado o absorbido por el agua (Qa). Qa=Gma Cp(t 2−t 1 ) [ ¿ ]
(
Qa= 795.2
Kcal h
Kg Kcal Kcal 1 ( 45−23 ) ° C [ ¿ ] 17494.4 h Kg ° C h
)(
)
6.-Calor (cedido) por el vapor de agua (Qv) Qv=Gmvc∗λv [ ¿ ]
Kcal h
(
Qv= 37.21 Nota: λ v
Kg Kcal Kcal 532.613 =19818.53 h Kg h
)(
)
se obtiene a la temperatura de 110°C.
7.-Eficiencia térmica del equipo. ŋ=
Qa ∗100 Qv
ŋ=
17494.4 ∗100=88.27 19818.53
8.-Coeficiente global de transferencia de calor experimental o sucio (Ud). Ud=
Qa Kcal [ ¿] ATC ∆ T ML h m2 ° C
Kcal h Kcal Ud= =618.81 2 2 ( 0.3746 m ) ( 75.47 ° C ) hm °C 17494.4
Media logarítmica de las diferencias de temperatura. ∆ T ML =
∆ T ML =
∆ T 1−∆ T 2 [¿ ]° C ∆T1 ln ∆T2
( 87−65 ) =75.47 °C 87 ln 65
En donde: ∆ T 1=T v −t af [ ¿ ] ° C ∆ T 1=(110−23)° C=87 ° C ∆ T 2=T v −t cf [ ¿ ] ° C
∆ T 1=(110−45)° C=65 °C Área de transferencia de calor. A TC =πdeL N t [ ¿ ] m
2
A TC =π ( 0.0159 m ) ( 1.5 m) ( 5 )=0.3746 m2 9.- Coeficiente de película interior. Para el flujo turbulento con Re≥10000:
hi=0.023
K divρ di μ
0.8
Cpμ K
1 /3
μ μ¿
0.14
( )( )( )
(
[¿]
Kcal 2 hm °C
Kcal ( 0.01466 m ) 944.46 m 994.07 Kg 0.535 3 h m hm ° C hi=0.023 0.01466 m Kg 2.6424 mh
)(
(
0.8
)(
) (
1
Kcal Kg 2.6424 Kg ° C mh Kcal 0.535 hm ° C
)(
)
1/ 3
)
( 1 )0.14 =1344.4
Para flujo laminar y Re hasta 10000 consultar la curva de transferencia de calor del lado de los tubos (Kern). El término de la relación de viscosidades no es muy importante para los líquidos de baja viscosidad tales como el agua, por lo tanto la relación de viscosidades vale 1.0 Nota: Para este cálculo las propiedades físicas se evalúan a temperatura media (tm) del agua.
t m=
(t af −t ac ) [¿ ]° C 2
t m=
(23−45) [ ] ¿ 34 ° C 2
10.- Velocidad de flujo del agua. v=
Gv a = NiAf
(
v= 5
Gv a 5
( π4 di )
m h
[¿ ]
2
0.7971
m3 h
)
( π4 ( 0.01466 m) )
=944.46
2
m h
11.- Calculo del coeficiente de Película Exterior. he=0.725
[
[
ρ2 K 3 λg 2 3
¿ deμ ∆ T f
( he=0.725
1 /4
]
Kg 980.45 3 m
[¿ ]
2
)( 2 3
Kcal hm ° C
Kcal 0.569 m° C
(
3
)(
Kcal m 532.613 127137600 2 Kg h
( 2 ) ( 0.0159 m ) 1.5624
)(
Kg (38.06 ° C) hm
)
)
]
1 /4
=6854.41
Kcal hm° C
Nota: Para esta calculo las propiedades físicas se evalúan a temperatura de película Tf en donde:
Kcal 2 hm °C
12.-Calculo de la temperatura de película
(T f )
T f =T v −0.75 ∆ T f [ ¿ ] ° C 110−0.75∗¿ ¿ T f =¿ ∆ T f =T v −T ¿ [ ¿ ] ° C
∆ T f =( 110−50 ) ° C=60 ° C Este cálculo es un aproximado de la temperatura de pared (Tsup) o temperatura de superficie. T ¿=
T v + T cf +t a+ t ac [¿ ] °C 4
T ¿=
110+23+ 23+45 =50 ° C 4
En donde: Las propiedades físicas son evaluadas a temperaturas de película (Tf) del vapor condensado. 13. Calculo del coeficiente global de transferencia de calor teórico o limpio (Uc). U c=
U c=
1 Kcal [¿] de ede 1 h m2 ° C + + hidi Kdm he 1 Kcal =1035 2 (0.0159 m ) (0.00124 m)(0.0159 m) 1 hm ° C + + Kcal 6854.41 (1344.4 )(0.01466 m) ( 0.01528 m ) 95.2 Kcal 2 hm °C hm ° C
(
14.-Diferencia porcentual de los coeficientes Uc y Ud. %D=
Uc−Ud ∗100 [ ¿ ] Uc
%D=
1035−618.81 ∗100=40.212 1035
15.-Factor de incrustación. Rd=
Uc−Ud [ ] ¿ Uc∗Ud
Rd=
1035−618.81 =0.00065 1035∗618.81
)
Tabla de Resultados: Gma Kg/h 795.2
Gmv Kg/h 37.21
Qa Kcal/h 17494. 4
Qv Kcal/h 19818.5 3
ŋ 88.2 7
ΔTML °C 75.47
Ud 618.8 1
hi he Kcal/ h m2 °C 1344. 6854.4 4 1
Uc
Rd
%D
1035
0.0006 5
40.2 1
More Documents from "Christian Martinez"
Gestion De La Calidad En Minas_3.pdf
October 2019 27
Gestion De La Calidad En Minas_4.pdf
October 2019 26
El Chido.docx
April 2020 13
Test
June 2020 14
Instituto Politecnico Nacional.docx
April 2020 9