Manual de Consulta Intecambiadores de Calor

Intercambiadores de Calor

Manual de Consulta

MÉTODO DE HASLEGO & POLLEY Este procedimiento tiene la ventaja de presentar una serie de gráficas que permiten obtener los coeficientes de convección en función de las caídas de presión en los equipos, para diferentes valores de NTU, siendo aplicables bajo las siguientes condiciones: 1. Para equipos líquido-líquido, sin cambio de fases. 2. Válidas para equipos de paso simple con 0.5 mm espesor placas. La exactitud de las cartas no será afectada para la mayoría de los materiales constructivos. 3. La conductividad térmica de la placa se supone de acero inoxidable. 4. En las propiedades físicas del agua, soluciones acuosas e hidrocarburos se asumen valores típicos. 5. La exactitud en los valores del coeficiente total de transferencia de calor de diseño se estima con un margen de ± 15%, por lo que se deberá asumir un exceso de área de transferencia del orden del 10%. 6. Para fluidos con viscosidad entre 100 y 500 cP, se deberá usar la línea correspondiente a 100 cP en las gráficas. Para valores superiores a 500 cP consultar al fabricante. Usando las ecuaciones anteriores y las gráficas correspondientes se podrá calcular el área de transferencia requerida y estimar su costo. A continuación se reproducen algunos de las gráficas propuestas por estos autores. Para ilustrar el uso de este método se hará un ejemplo numérico.

Condiciones del proyecto

• Flujo másico de agua: 60.000 kg/h • Temperatura de entrada agua: 93°C • Temperatura de salida agua: 75°C • Temperatura de ingreso aceite SAE 30: 20°C • Temperatura de egreso aceite: 73°C • Viscosidad agua a temperatura media: 0.34 cP • Viscosidad aceite a temperatura media: 215 cP

A partir de los datos básicos nuestro objetivo será calcular la superficie de calefacción necesaria para producir el calentamiento del aceite mineral y el número de placas necesarias asumiendo una determinada superficie de transferencia para las mismas. El procedimiento es el clásico para el cálculo del cualquier equipo de transferencia de calor. Paso 1: Cálculo de la LMTD

Lado caliente del equipo: T 1AG - T 2AG = 93 – 75 = 18°C Lado frío del equipo: T 2AC – T 1AC = 73 – 20 = 53 °C ( ) ( ) 32.40 C 18 ln 53 53 18 Δ T Δ ln T Δ T Δ T LMTD 1 2 1 2 ° = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − =

Paso 2: Cálculo de NTU en los Lados Caliente y Frío

LMTD Δ T 1 LMTD Δ T 2

32.4 18 = = 32.4 53 = =

NTU

caliente) 0.55 (lado

=

C

NTU

frío) 1.63 (lado

=

F

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