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Resultados de Experimento de Transferencia Térmica de Agua en Intercambiador Horizontal, Ejercicios de Transmisión de Calor

En este documento se presentan los resultados de un experimento realizado sobre la transferencia térmica de agua en un intercambiador horizontal. Se calculan y se comparan los gastos volumétricos y masa de agua, el calor ganado o absorbido por el agua, el calor cedido por el vapor de agua, la eficiencia térmica del equipo, el coeficiente global de transferencia de calor experimental o sucio y el coeficiente de película interior y exterior. Se concluye que la transferencia de calor no se transmite de la mejor manera debido a una desviación del coeficiente global de transferencia sucio con respecto al teórico o limpio, y que al aumentar el flujo masico de agua disminuye la resistencia térmica por convección. Además, se observa que el equipo tiene perdidas de calor y un factor de incrustación pequeño.

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 21/05/2021

lopez-torres-victor
lopez-torres-victor 🇲🇽

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bg1
DATOS EXPERIMENTALES
𝑃𝑣
𝑇𝑎𝑓
𝑇𝑎𝑐
𝑇𝑣
𝑇𝑐
Θ
∆𝑍𝑐
𝑅𝑚𝑎𝑥
0.67𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚2
23℃
42℃
110
100℃
15 𝑚𝑖𝑛
6.9 𝑐𝑚
19.5 𝐿
𝑚𝑖𝑛
1. Gasto volumétrico del agua
𝐺𝑣𝑎=(70
100)(19.5 𝐿
𝑚𝑖𝑛)(60𝑚𝑖𝑛
1ℎ )(1𝑚3
1000𝐿)=0.819𝑚3
2. Gasto masa de agua 𝜌𝑎𝑓=997.4
𝐺𝑚𝑎=𝜌𝑎𝑓𝐺𝑣𝑎
𝐺𝑚𝑎=(997.4𝑘𝑔
𝑚3)(0.819𝑚3
)=816.8706𝑘𝑔
3. Gasto volumétrico del condensado frio
𝐺𝑣𝑐𝑓=𝜋
4𝐷𝑐𝑓2∆𝑍𝑐
𝜃
𝐺𝑣𝑐𝑓=𝜋
4(0.384𝑚)2(0.069𝑚
0.25ℎ)=0.0319𝑚3
4. Gasto masa del vapor de agua 𝐺𝑚𝑣𝑐=𝐺𝑣𝑐𝑓𝜌𝑐𝑓
𝐺𝑚𝑣𝑐=(0.03196𝑚3
)(997.4𝑘𝑔
𝑚3)=31.8809𝑘𝑔
5. Calor ganado o absorbido por el agua
𝑄𝑎=𝐺𝑚𝑎𝐶𝑝(𝑡2𝑡1)
𝑄𝑎=(816.8706𝑘𝑔
)(1𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑘𝑔)(42℃23℃)=15520.5414𝑘𝑐𝑎𝑙
6. Calor cedido por el vapor de agua
𝑃𝑎𝑏𝑠 =𝑃𝑣+𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑎𝑏𝑠 =0.67𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚2+0.7953𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚2
𝑃𝑎𝑏𝑠 =1.4653𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚2=143.726𝑘𝑃𝑎
𝑄𝑣=𝐺𝑚𝑣𝑐λ𝑣
𝑄𝑣=(312.8809𝑘𝑔
)(532.9295𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑘𝑔)=16990.2734𝑘𝑐𝑎𝑙
7. Eficiencia térmica del equipo 𝜂=𝑄𝑎
𝑄𝑣100
𝜂=15520.5414𝑘𝑐𝑎𝑙
16990.2734𝑘𝑐𝑎𝑙
+100=91.34%
pf3
pf4

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¡Descarga Resultados de Experimento de Transferencia Térmica de Agua en Intercambiador Horizontal y más Ejercicios en PDF de Transmisión de Calor solo en Docsity!

DATOS EXPERIMENTALES

𝑣

𝑎𝑓

𝑎𝑐

𝑣

𝑐

𝑐

𝑚𝑎𝑥

𝑓

2

  1. Gasto volumétrico del agua

𝑎

3

3

  1. Gasto masa de agua

𝑎𝑓

𝑎

𝑎𝑓

𝑎

𝑎

3

3

  1. Gasto volumétrico del condensado frio

𝑐𝑓

𝑐𝑓

2

𝑐

𝑐𝑓

2

3

  1. Gasto masa del vapor de agua

𝑣𝑐

𝑐𝑓

𝑐𝑓

𝑣𝑐

3

3

  1. Calor ganado o absorbido por el agua

𝑎

𝑎

2

1

𝑎

  1. Calor cedido por el vapor de agua

𝑎𝑏𝑠

𝑣

𝑎𝑡𝑚

𝑎𝑏𝑠

𝑓

2

𝑓

2

𝑎𝑏𝑠

𝑓

2

𝑣

𝑣𝑐

λ

𝑣

𝑣

  1. Eficiencia térmica del equipo

𝑎

𝑣

  1. Coeficiente global de transferencia de calor experimental o sucio

𝑑

𝑎

𝑀𝐿

𝑇𝐶

𝑀𝐿

ln

𝑇𝐶

𝑇𝐶

2

𝑑

2

2

  1. Cálculo del coeficiente de película interior

𝑖

𝑖

  1. 8

1

3

𝑎

𝑡

𝑓

3

2

𝑖

3

  1. 8

1

3

𝑖

2

  1. Calculo del coeficiente de película exterior

𝑒

2

3

𝑖

2

3

𝑑𝑒𝜇Δ𝑇

𝑓

1

4

𝑠𝑢𝑝

𝑣

𝑐

𝑎

𝑎𝑐

𝑠𝑢𝑝

𝑓

𝑣

𝑠𝑢𝑝

𝑓

CONCLUSION

En intercambiador horizontal el coeficiente global de trasferencia de calor sucio nos indica que la

trasferencia de calor no se transmite de la mejor manera ya que existe una desviación del coeficiente

de global de trasferencia sucio con respecto al teórico o limpio. En esto se puede inferir que al

aumentar el flujo masico de agua disminuye la resistencia térmica por convección y mejoraría la

desviación que es del 50.28%. Por otra parte, el equipo tiene perdidas de calor debido a que no se

encuentra aislado lo que no nos da una eficiencia térmica del 100%, también se obtuvo un factor de

incrustación pequeño lo cual nos indica que en el intercambiador no hay mucha suciedad como para

tener que limpiar el equipo.