16 diciembre 2013

Cálculo de la efectividad de un intercambiador de calor


El cálculo de la efectividad de un intercambiador de calor permite a los ingenieros predecir la forma cómo va a realizarse un nuevo trabajo. Esencialmente, esto ayuda a los ingenieros a predecir la temperatura de salida del chorro sin una solución de ensayo y error.
Dos métodos son comúnmente usados para calcular la efectividad, ecuaciones y gráficas. Las ecuaciones se muestran a continuación:
Para flujo en contracorriente:
Para flujo co-corriente:

Donde:
U = Coeficiente de transferencia de calor total.
A = Área de transferencia de calor.
Cmin = Menor de las dos capacidades térmicas de los fluidos.
Cmax = Mayor de las dos capacidades térmicas de los fluidos.
A veces se define otra variable llamada NTU (número de unidades de transferencia):
NTU = UA/Cmin
Cuando NTU se coloca en las ecuaciones de efectividad pueden usarse diagramas como los que mostramos a continuación que se usan más que las ecuaciones: 


Después, calculando el Cmin/Cmax y el NTU, la efectividad puede leerse de las gráficas. Una vez se ha encontrado la efectividad, la carga térmica puede calcularse por:
Q = Efectividad x Cmin x (Temperatura caliente de entrada –  Temperatura fría de entrada)
Y las temperaturas de salida pueden calcularse por:
Bibliografía:

Heat Exchanger Effectiveness. Cheresources.
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