Manual de Consulta Intecambiadores de Calor

Manual de Consulta

Intercambiadores de Calor

¿Flujo Paralelo o Contracorriente? El flujo en contracorriente es más efectivo que el flujo en corrientes paralelas a igualdad de todos los otros factores.

Ejemplo 1. Cálculo de la diferencia media logarítmica de temperatura Calcular la LMTD para las siguientes condiciones: temperatura de entrada del fluido caliente: T 1C = 148.9°C (300°F); temperatura de salida del fluido caliente: T 2C = 93.3°C (200°F); temperatura de entrada del fluido frío: T 1F = 37.8°C (100°F); temperatura de salida del fluido frío: T 2F = 65.6°C (150°F). Solución a) Equicorrientes

Δ T 2 = T 1C – T 1F = 148.9 – 37.8 = 111.1°C Δ T 1 = T 2C – T 2F = 93.3 – 65.6 = 27.7°C

T Δ T Δ ln T Δ T Δ LMTD 1 2 1 2 − =

27.7 ln 111.1 111.1 27.7 −

60.04 C °

=

=

b) Contracorrientes

Δ T 2 = T 1C – T 2F = 148.9 – 65.6 = 83.3°C Δ T 1 = T 2C – T 1F = 93.3 – 37.8 = 55.5°C

T Δ T Δ ln T Δ T Δ LMTD 1 2 1 2 − =

55.5 ln 83.3 55.5 83.3 −

68.46 C °

=

=

Al ser mayor la fuerza impulsora, se debe preferir siempre contracorrientes. Cuando se tienen intercambiadores muy complejos, como los montajes en carcasa y tubos, con varios pasos de tubos por cada carcasa, o varias carcasas, y en el caso de intercambiadores de flujo cruzado, la deducción analítica de una expresión para la diferencia media de temperaturas resulta muy compleja por lo que es necesario introducir un factor de corrección F LMTD . FACTOR DE CORRECCIÓN DE LA LMTD Si las capacidades caloríficas de los fluidos son iguales, las diferencias de temperaturas en contracorriente resultan iguales y Δ T= Δ T 1 = Δ T 2 por lo que para salvar la indeterminación 0/0 en el valor de la LMTD, hay que aplicar la regla de L´Hôpital.

Δ T

Δ T

−

0 0

1 ln x x 1 Δ U A T −

UA Q =

Δ T = = =

Δ x T

Hôpital L'

Δ U A T

=

=

=

2

1

(27)

2

1

2

Δ T Δ T

ln

2

1

Si la diferencia de temperaturas Δ T 1 no es mayor que un 50% de Δ T 2 , es decir:

2 T T C1 −

2 Δ T

Δ T

T T C2 < ⇒ − ≤ F1 2

F2

1

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