Transferencia De Calor

Transferencia de calor La ciencia de la transferencia de calor está relacionada con la razón de intercambio de calor entre cuerpos calientes y fríos llamados fuente y recibidor. En la ingeniería existen tres tipos de transferencia como la convección, la radiación y la conducción

Transferencia de calor por conducción

Es la transmisión de energía calorífica en forma progresiva desde la masa de un cuerpo al entorno que lo rodea.

Ésta tiene lugar en los sólidos, líquidos y gases. En los gases y líquidos la conducción se debe a las colisiones y a la difusión de las moléculas durante su movimiento aleatorio y en los sólidos se debe a la combinación de las vibraciones de las moléculas

Transferencia de calor por radiación

Es la energía emitida por la materia en la forma de ondas electromagnéticas, como resultado de los cambios en las configuraciones electrónicas de los átomos o moléculas. La transferencia de calor por radiación no requiere la intervención de un medio y el calor puede ser transmitido por radiación a través del vacío absoluto. Ejemplo la llegada de la energía solar a la Tierra.

Transferencia de calor por convección

Es el modo de transferencia de energía entre una superficie sólida y un fluido (líquido o gas) adyacente que están en movimiento y comprenden los efectos combinados de la conducción y el movimiento de fluidos. Entre más rápido sea el movimiento de un fluido, mayor es la transferencia de calor por convección. El fluido frío adyacente a superficies calientes recibe calor que luego transfiere al resto del fluido frío mezclándose con él

Intercambiador de doble tubo y placa

Intercambiadores de carcaza y tubos

Calculos Área de transferencia de calor se calcula el área superficial de un tubo y se multiplica por el número de tubos y el número de pasos por la carcasa Flujo másico Se define como la cantidad de masa que fluye a través de una sección transversal de un aparato de flujo por unidad de tiempo

Delta de temperatura

Se define como la diferencia entre las temperaturas de salida y de entrada del intercambiador de calor de coraza y tubos

Velocidad de transferencia neta de calor

Se define como el productor entre el flujo másico del fluido, el calor especifico del agua y la diferencia de temperaturas del intercambiador de calor de coraza y tubos

Diferencia de temperatura media logarítmica (LMTD)

Temperatura promedio de los tubos

La temperatura promedio de la semi suma entre las temperaturas de entrada y de salida del fluido a trabajar en el intercambiador de calor de coraza y tubos

Calor latente de vaporización

Se define como la suma del calor latente y el producto entre un coeficiente dado por la formula, el calor especifico del agua y entre la resta de las temperaturas de saturación y de superficie

Número de Nusselt

El Número de Nusselt (Nu) es un número adimensional que mide el aumento de la transmisión de calor desde una superficie por la que un fluido circula (transferencia de calor por convección) comparada con la transferencia de calor si ésta ocurriera solamente por conducción. Cuanto mayor es el número de Nusselt más eficaz es la convección .

Calculo del coeficiente de vapor hacia el agua

Se determina que el coeficiente de transferencia de calor promedio para la condensación en película sobre las superficies exteriores de un tubo horizontal es

Número de Prandtl

Se llama así, por Ludwig Prandtl, quien realizo aportes importantes a la teoría de la capa límite, dando como resultado un número adimensional. Los números de Prandtl de los fluidos van desde menos de 0,01 para los metales líquidos, hasta más de 100000 para los aceites pesados y para el agua es del orden de 10. Para los gases son de 0,1, lo que indica que tanto la cantidad de movimiento como el calor se disipan a través del fluido a más o menos la misma velocidad

Numero de Reynolds

Es un número adimensional que relaciona viscosidad, densidad, velocidad y dimensión de un flujo. Generalmente se utiliza para determinar si un flujo es laminar o turbulento.

Cálculo del coeficiente de agua en los tubos

El flujo anular está asociado con dos números de Nusselt sobre la superficie interior del tubo y sobre la superficie exterior del tubo, ya que puede estar relacionado con la transferencia de calor en las dos superficies

Coeficiente global de transferencia de calor U

Se define como la cantidad de calor total transferido por unidad de superficie ante una variación de un grado Celsius

Longitud para un solo tubo

La longitud del tubo se encuentra definida por la velocidad de transferencia de calor, sobre el producto entre pi, el diámetro de la tubería, el coeficiente global de transferencia de calor y la diferencia de temperatura media logarítmica

Coeficientes corregidos