contraflujo calculos
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7/26/2019 contraflujo calculos
http://slidepdf.com/reader/full/contraflujo-calculos 1/9
CALCULOS
CONTRAFLUJO
DATOS:
N°
FLUJO
DE AIRE
CAL
OR
Te(C
°)
Ts(C
°)
T1(
C°)
T2(
C°)
T3(C
°)
T4(
C°)
Vol(
ml) T(s)
1
60
80 21 27 40 31 25 28 200 51
2 100 21 29 57 34 26 32 200 52
3 120 21 32 73 37 26 34 200 51
TOMA DE DATOS Nº1
1 Cálculos de la temperatura promedio de cada fluido.
Para el aire:T b.a.=
40+282 =34 ºC =307.15 K
Para el agua: T b.ag.=21
+27
2 =24 ºC =297.15 K
Propiedades f!sicas.
Para los datos de temperatura promedio" ta#ula$do te$dremos:
AIRE T %&' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'
*,, 1.1-1 1,,/
307.15 1.1376 1007.286
*0, ,.0 1,,
AGUA T %C' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&' /.1 12,.2
24 997.33 4180.0
- -.21 1/.
ρa=1.1376 kg/m3
Cpa=1007.286 J /kg.K
7/26/2019 contraflujo calculos
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ρag=997.33kg/m3
Cpag=4180.0J /kg.K
* 3lu4o másico de agua.
mag.= ρag∗Vol
t =
997.33∗200∗10−6
51 =3.911∗10
−3 Kg/ s
Calor tra$sferido.
q=mag .∗Cpag∗(T s.ag.−T e.ag. )=3.911∗10−3∗4180.0∗(27−21)=98.087W
0 3lu4o másico de aire.
ma .= q
Cpa∗(T e .a .−T s .a .)=
98.087
1007.56∗(40−28)=8.112∗10
−3 Kg/s
- Coeficie$te pelicular e$ el aire:ha
DMTLa.=T
1. a−T 2.a
ln (T 1.a
T 2.a
)=
19−3
ln(193 )=
16
1.845=8.668 ºC
A1=π ∗ D1∗ L=π ∗0.718' ' ∗6' =104.779∗10−3
m2
ha= q
A1∗ DMTLa
= 98.087
104.799∗10−3∗5.461
=171.388W /m2.C
/ Coeficie$te pelicular e$ el agua: hag
DMTLag=T
1.ag−T 2.ag
ln (T 1.ag
T 2.ag
)=
4−3
ln( 43 )=
1
0.287=3.484 ºC
A2=π ∗ D2∗ L=π ∗0.812'' ∗6' =118.496∗10
−3m
2
7/26/2019 contraflujo calculos
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hag= q
A1∗ DMTLa
= 98.087
118.496∗10−3∗3.484=237.59W /m2
.C
2 Coeficie$te glo#al:
U
∑ = 1
A1∗ha
+
ln( D2
D1)
2∗π ∗k ∗ L+
1
A2∗hag
∑ = 1
171.388∗10−3∗176.36
+ln (0.8120.718 )
2 π ∗383∗6∗12∗0.0254+
1
118.496∗10−3∗237.59
∑ =0.08823
U = 1
A2∗∑
= 1
118.496∗10−3∗0.068631=122.963W /m2
.C
Efecti5idad del 6CC: ɛ
C ag=mag∗Cpag=3.911∗10−3∗4180.0=16.3479W / K
C a=ma∗Cpa=8.112∗10−3∗1007.286=8.1711
W
K =C M!"
ɛ= q
qma#
= q
C M!" ∗(T e .a .−T e.ag.)=
98.087
8.1711∗(40−21)=0.6317
1, N7mero de u$idades de tra$sfere$cia: "UT
"UT =U ∗ A2/C M!" =122.963∗118.496∗10−3/8.1711=1.7831
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TOMA DE DATOS Nº
1 Cálculos de la temperatura promedio de cada fluido.
Para el aire: T b.a.=57
+32
2 =45.5 ºC =318.65 K
Para el agua:T b.ag.=
34+26
2 =30 ºC =303.15 K
Propiedades f!sicas.
Para los datos de temperatura promedio" ta#ula$do te$dremos:
A68E T (K) ρ (Kg/m3) Cp (J/Kg.K)
*,, 1.1-1 1,,/
318.65 1.0993 1007.746
*0, ,.0 1,,
A9A T %C' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'
2 -.- 1/2.2
30 995.67 4158.5
ρa=1.0993kg /m3
Cpa=1007.746 J /kg.K
ρag=995.67 kg/m3
Cpag=4158.5J /kg.K
* 3lu4o másico de agua.
mag .=
ρag∗Vol
t =
995.67∗200∗10−6
52 =3.829
∗10
−3
Kg/s
Calor tra$sferido.
q=mag.∗Cpag∗(T s.ag.−T e.ag. )=3.829∗10−3∗4158.5∗(27−21 )=95.5373W
0 3lu4o másico de aire.
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ma .= q
C pa∗(T e .a .−T s .a .)=
95.5373
1007.746∗(57−32)=3.7921∗10−3
Kg / s
- Coeficie$te pelicular e$ el aire:ha
DMTLa.=T
1. a−T 2.a
ln (T 1.a
T 2.a
)= 23−6
ln(236 )=
17
1.343=12.6513ºC
A1=π ∗ D1∗ L=π ∗0.718' ' ∗6' =104.779∗10−3
m2
ha= q
A1∗ DMTLa=
95.5373
104.799∗10−3∗12.6513=72.0577W /m
2
.C
/ Coeficie$te pelicular e$ el agua: hag
DMTLag=T
1.ag−T 2.ag
ln (T 1.ag
T 2.ag
)=
4−5
ln( 45 )=
−1
−0.2231=4.4814 ºC
A2=π ∗ D2∗ L=π ∗0.812'' ∗6' =118.496∗10
−3m
2
hag= q
A1∗ DMTLa
= 95.5373
118.496∗10−3∗4.4814
=179.9101W /m2.C
2 Coeficie$te glo#al: U
∑ = 1
A1∗ha
+
ln( D2
D1)
2∗π ∗k ∗ L
+ 1
A2∗hag
∑ = 1
104.779∗10−3∗72.0577
+ln(0.8120.718 )
2 π ∗383∗6∗12∗0.0254+
1
118.496∗10−3∗179.9101
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∑ =0.1279
U = 1
A2∗∑
= 1
118.496∗10−3∗0.1279
=65.97786W /m2.C
Efecti5idad del 6CC: ɛ
C ag=mag∗Cpag=3.829∗10−3∗4158.5=15.9338W / K
C a=ma∗Cpa=3.7921∗10−3∗1007.746=3.8214W / K =C M!"
ɛ= q
qma#=
q
C M!" ∗(T e .a .−T e.ag.)= 95.5373
3.8214∗(57−21)=0.69446
1, N7mero de u$idades de tra$sfere$cia: "UT
"UT =U ∗ A2/C M!" =65.97786∗118.496∗10−3/3.8214=2.0458
TOMA DE DATOS Nº*
1. Cálculos de la temperatura promedio de cada fluido.
Para el aire:T b.a.=
73+262 =49.5 ºC =322.65 K
Para el agua:T b.ag.=
21+272
=31.5 ºC =304.65 K
. Propiedades f!sicas.
Para los datos de temperatura promedio" ta#ula$do te$dremos:
AIRE T %&' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'
*,, 1.1-1 1,,/
322.65 1.08602 1007.906
*0, ,.0 1,,
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AGUA T %C' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'
*, -., 1/2.,
31.5 995.4 4178.12
*0 ., 1/2.
ρa=1.08602kg /m3
Cpa=1007.906 J /kg.K
ρag=996.0 kg/m3
Cpag=4178.12 J /kg.K
*. 3lu4o másico de agua.
mag.= ρag∗Vol
t =
995.4∗200∗10−6
51 =3.903∗10
−3 Kg/ s
. Calor tra$sferido.
q=mag.∗Cpag∗(T s.ag.−T e.ag. )=3.903∗10−3∗4178.12∗(32−21 )=179.403W
0. 3lu4o másico de aire.
ma.= q
Cpa∗(T e .a .−T s.a.)=
179.403
1007.906∗(73−34)=4.564∗10−3
Kg/ s
-. Coeficie$te pelicular e$ el aire:ha
DMTLa.=T
1. a−T 2.a
ln (T 1.a
T 2.a
)=
36−8
ln(368 )=
28
1.504=18.617 ºC
A1=π ∗ D1∗ L=π ∗0.718' ' ∗6' =104.779∗10−3
m2
ha= q A1∗ DMTLa
= 179.403
104.799∗10−3∗18.617
=91.952W /m2
.C
/. Coeficie$te pelicular e$ el agua: hag
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DMTLag=T
1.ag−T 2.ag
ln (T 1.ag
T 2.ag
)=
4−5
ln(45 )=
−1
−0.22314=4.481ºC
A2=π ∗ D2∗ L=π ∗0.812''
∗6
'
=118.496∗10
−3
m2
hag= q
A1∗ DMTLa
= 179.403
118.496∗10−3∗4.481
=337.87W /m2.C
2. Coeficie$te glo#al:U
∑ = 1
A1∗ha+
ln( D2
D1)
2∗π ∗k ∗ L+ 1
A2∗hag
∑ = 1
171.388∗10−3∗91.952
+
ln (0.8120.718 )2 π ∗383∗6∗12∗0.0254
+ 1
118.496∗10−3∗337.87
∑ =0.088459
U = 1
A2∗∑ =
1
118.496∗10−3∗0.088459=95.401W /m
2
. C
. Efecti5idad del 6CC: ɛ
C ag=mag∗Cpag=3.903∗10−3∗4178.12=16.3071W / K
C a=ma∗Cpa=4.564
∗10
−3
∗1007.906
=4.6
W
K =C M!"
ɛ= q
qma#
= q
C M!" ∗(T e .a .−T e.ag.)=
179.403
4.6∗(73−21)=0.75
1,. N7mero de u$idades de tra$sfere$cia: "UT
7/26/2019 contraflujo calculos
http://slidepdf.com/reader/full/contraflujo-calculos 9/9
"UT =U ∗ A2/C M!" =95.401∗118.496∗10−3/ 4.6=2.4575