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Ingeniería Térmica y de Fluidos (II)

Ingeniería Eléctrica y Energética

Máquinas y Motores Térmicos

Departamento:

Area:

CARLOS J RENEDO renedoc@unican.es

Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28

http://personales.unican.es/renedoc/index.htm

Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82

T18.- Intercambiadores de Calor. Método de la Eficiencia

Las trasparencias son el material de apoyo del profesor

para impartir la clase. No son apuntes de la asignatura. Al alumno le pueden servir como guía para recopilar

información (libros, …) y elaborar sus propios apuntes

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XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALORMÉTODO DE LA EFICIENCIA

XVIII.1.- EFICACIA DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR, εεεε (I)

Se conoce la descripción del intercambiador y las Tas de entrada, desconociendo las de salida

εεεε compara transferencia térmica en el fluido frío

Qmáx intercambiador en contracorriente, A infinita

Q = CC (TC1 – TC2) = CF (TF2 – TF1)

Supuesto sin pérdidas térmicas:Si CC< CF⇒ ∆TC > ∆TF⇒ TC2mín = TF1 y Qmáx = CC (TC1 –TF1)

Si CF< CC⇒ ∆TF > ∆TC⇒ TF2máx = TC1 y Qmáx = CF (TC1 –TF1)

En cualquier caso:Qmáx = Cmín (TC1 – TF1)

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XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

XVIII.1.- EFICACIA DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR, εεεε (II)

4(*)

XVIII.2.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN EQUICORRIENTE (I)

(**

) = (*)

(*)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

5

XVIII.2.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN EQUICORRIENTE (II)

(**

)

(**

)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

6

XVIII.2.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN EQUICORRIENTE (III)

(**

) = (*)

(**

)

(*)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

7

XVIII.2.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN EQUICORRIENTE (IV)

1TToTTCC

A1C2F1F2C

maxmin

≈⇒==⇒

<<

∞→ε

5,02

)TT(TT

CC

A 1F1C2F2C

maxmin

=⇒+

==⇒

=

∞→ε

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

Tª de un fluido cte: condensación,

evaporación, sist. calef., ...

8

(**

) = (*)

(*)

(*)

XVIII.3.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN CONTRACORRIENTE (I)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

9

XVIII.3.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN CONTRACORRIENTE (II)

(**

)

(**

)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

10

XVIII.3.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN CONTRACORRIENTE (III)

(**

) = (*)

(**

)

(*)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

11

XVIII.3.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN CONTRACORRIENTE (IV)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

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1TToTT A 1C2F1F2C ≈⇒==⇒∞→ ε

XVIII.3.- EFICACIA, CASO FLUJOS PARALELOS EN CONTRACORRIENTE (V)

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

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XVIII.4.- CONSIDERACIONES

Equicorriente Contracorriente

Condensación o evaporación ⇒⇒⇒⇒ Cmin / Cmax = 0

Tanto en equi como en contracorriente ⇒⇒⇒⇒ NTUe1 −−=ε

Flujo equilibrado ( Cmin = Cmax )

ContracorrienteEquicorriente

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

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XVIII.5.- OTRAS CONFIGURACIONES DE INTERCAMBIADORES

Un paso por carcasa y dos o múltiplo de dos pasos de tubo

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

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XVIII.6.- INTERCAMBIADOR ROTATIVO (I)

INVIERNO

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

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XVIII.6.- INTERCAMBIADOR ROTATIVO (II)

)1enormalment(CenhA

CenhA*hA

max

min=

( )

−=

93,1minM

CCC/C9

11εε

CM = N MM cpM, siendo N el número de rpm

siendo εCC la eficacia de un intercambiador en contracorriente

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AhAU =

Ah

1

Ah

1

AU

1

FC

+=

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA

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XVIII.7.- INTERCAMBIADORES COMPACTOS

Intercambiadores líquido-gas (con mezcla a la salida)

hc depende de la forma de la aleta (lisa, ondulada, …)

Se aproxima por la de la batería de tubos liso

XVIII.- INTERCAMBIADORES DE CALOR MÉTODO DE LA EFICIENCIA