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Module 1: Intercambiadores de calor

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Diseño y simulación de intercambiadores de calor – Parte 1
 
Esta charla trata sobre el diseño y simulación de intercambiadores de calor en particular queremos hacer el enfoque LMTD   del diseño de intercambiadores de calor por método lmtd. Así que antes de entrar en los detalles que queremos ver en el diseño y la simulación, ¿qué queremos decir por diseño queremos verlo con el ejemplo de un intercambiador de calor de contracorriente, aquí este intercambiadores de calor sabemos cuál es el flujo de fluidos el proceso tratar las manchas o los parámetros de proceso de la temperatura interior es la temperatura de la salida y la presión de entrada el piso que ’ s todos estos parámetros de proceso de los parámetros son conocidos por nosotros y lo que queremos averiguar son los parámetros geométricos como la longitud el diámetro interior y exterior del tubesso en este intercambio de calor actual lo que nosotros’, básicamente, tratar de averiguar son las diferentes dimensiones son los parámetros geométricos geométricos son las dimensiones del intercambiador de calor y a menudo lo llamamos como problema de dimensionamiento o el problema de diseño porque está relacionado con el tamaño de los intercambiadores de calor que llamamos dimensionamiento ahora en contraste con este diseño también son a menudo sabemos que tratamos de resolver el problema de simulación lo que es la simulación en la simulación si tomamos el mismo intercambiador de calor ejemplo que el intercambiador de calor de corriente en este caso nosotros saber todos los parámetros geométricos como la longitud del intercambio es el diámetro exterior o interior todos estos parámetros desconocidos, además de que cuando la temperatura de la luz del sol y lo que pretendemos averiguar es la temperatura exacta de los fluidos calientes y fríos por lo que esto es algo relacionado con la calificación de la simulación del intercambiador de calor lo llamamos como problema de simulación ahora queremos probar otro diseño similar de un intercambiador de calor de contracorriente y escuchar esto es un ejemplo que queremos probar con intercambiador de calor de contracorriente donde vamos a reanudar una situación simple asumiendo que ella preguntó o la media de la semántica era 21 cuando asumimos que ella recuerda 21 si nosotros la tendremos una princesa perfil mostrado en la figura lo que encontrará el Delta t la temperatura diferentesince que ’ re tratando de resolver el problema de diseño interior contrario aquí la temperatura en la entrada y la salida también el parque y fluidos fríos desconocidos aquí lo que es SIA es básicamente una proporción entre la capacidad de calor del corazón Floyd y completar este ch en la capacidad de capacidad caliente es básicamente un producto de la frecuencia cardíaca calor específico x la tasa de flujo de masa de la frecuencia cardíaca y el frío cc o la capacidad de frío es igual a a un producto del calor específico del concierto x la tasa de flujo de masa de la corriente de esta dos relación es básicamente el aislamiento del fluido caliente y frío es igual a uno que hemos logrado así que en esa situación sólo podemos esperar este tipo de perfil de temperatura ahora en este caso esto es caliente en caliente fuera y TC en el arte de NYC saber si tomamos una pequeña longitud elemental DL a través de la longitud del intercambiador de calor encontramos que esto es th y esto es TC y también asumirá que la temperatura interna de la temperatura de la pared es tw así que este TW está archivando desde el diseño a través de descenso, además de esta suposición que Sierra causa a uno ése es el caso más simple que estamos haciendo algunas más exenciones adicionales como no hay ajuste externo como eso significa esto a través de todo esto a través de todo ello no está conectado con el medio ambiente ni la escuela por lo que está conectado con el medio ambiente el calor se está suministrando sólo de la frecuencia cardíaca a la conexión inalámbrica de fluido frío que separa el espesor de la pared de separación que nosotros ’ volver a asumir que es insignificante al decir que usted ’ no asumir nada que fluye de este extremo del mundo al otro extremo sólo nosotros ’ volver a asumir el flujo de calor del carroza del caballo al Caulfield que ’ s derecho es el ¿Cuál es la diferencia entre el nivel de vida de la empresa? el corazón y el 148 – 3w y el área asociada con este fluido y la pared o el área lateral de la superficie lateral caliente cuánto es eso es decir si es una edad entonces hemos concedido sólo la longitud de DL de este intercambiador de calor así que si asumimos que la superficie de la superficie transferida de calor sólo se encuentra en distribuido allá y les dicen que vamos a encontrar que el transporte de la CT Hartford al calor recibido de la pared a la pared de Wall Street y la superficie de transferencia de calor relacionada y la transferencia de calor el coeficiente correspondiente al circuito actual se convierte en 888 858 – 3w y en este sitio TW – 50 y no La ecuación de CA y CA fría para encontrar la temperatura de la pared encontrar esta relación es que podemos poner esta temperatura de la pared y sustituirla en cualquiera de estas ecuaciones reemplazar la entre esto no es nada, pero será uno por uno por que no es nada es la resistencia de transferencia de calor del lado caliente y esta es la resistencia ofrecida por el sector corporativo y este por uno por eso es la resistencia general ofrecida por este esto puede ser finalmente expresado en la forma de su manera en delta t valores delta t es la La diferencia entre los dos fluidos y la distancia es el coeficiente de transferencia de calor global dado por el expresión si ahora vamos a la siguiente luz en resumen podemos decir que el q es dado por usted esperando y así que este es el resultado final que hemos visto es dado por 1 por el camino está relacionado con la resistencia de transferencia de calor individual se ofrece por el frío y la frecuencia cardíaca y en general tenemos este equilibrio de masa individual para el corazón y la tasa de pulso el equilibrio de masa de scituate se da por ch & p 18 – DHL simulador para el frío así que si podemos tener estas ecuaciones como estamos tratando de resolver un problema de diseño que nosotros saber el calor en le permite saber el corazón que le permite saber la entrada fría y la salida también así que sabemos esencialmente el cantidad de calor que se transfiere de modo que en esta ventana de la ecuación q sabemos que el Delta t tenemos un gran intestino towe saber la velocidad de flujo de masa en un inicio también podemos averiguar en porque la tasa de flujo de masa correspondiente también es no NC punto también se sabe que también podemos tratar de averiguar esta eggsy y entonces podemos tratar de averiguar la edad y la ac, pero esto es sólo una ecuación que el número de incógnitas son muchos como el diámetro interno diámetro exterior así que con el fin de averiguar esos números tenemos que conseguir todos las decoraciones y poniendo algunas son las constantes como la presión cayó entonces el Sur por todos lados, pero nosotros Obtener otras ecuaciones y luego podemos tratar de averiguar todo esto un h y ac así que esta es la situación más simple cuando tenemos un año humano es igual a uno y hemos tratado de diseñar un tubo simple en intercambiadores de calor de tubo ahora que no podemos esperar siempre que ch será igual a la ccrc son iguales a uno en cualquier situación cuando ch es mayor que cc o también puede suceder que ch es menos de 50, pero significa CRI los problemas que mejor que ninguno de él será menor que en caso de ca es mayor que cc encontrará que el el perfil de temperatura es similar al que se muestra a continuación, se encuentra que la temperatura de salida del fluido casi se aproxima el corazón en latín por el contrario si vamos a encontrar que esta salida caliente se acerca a la temperatura de entrada fría será como esta industria y para simular el problema de diseño para esta situación si tenemos en cuenta una pequeña tierra elemental y entonces podemos esperar que sería una pequeña cantidad de 8DQ que se transfiere de la cola caliente a la contención de peso a través de la pared de separación y todo este álbum muestra que se ha hecho antes, excepto cl igual a 21 todos los supuestos siguen siendo válidos aquí en este caso también y única excepción es que tenemos como mchs.net en NCC en este caso lo que vamos a encontrar que la transferencia de calor El coeficiente de la transferencia global de calor entre la placa caliente al fluido frío puede estar relacionado con el coeficiente de transferencia de calor global usted y si asumimos que el área se distribuye uniformemente en toda la longitud entonces lol x d l y t h – tcts es la temperatura del lado caliente es a la temperatura exterior derecho que es el cambio en la temperatura dentro de ese pequeño y DL DQ es en términos del fluido de maíz que podemos escribir, pero el q es igual a menos ccdtc bien este dctc es el cambio en la temperatura que es sucediendo en la pequeña longitud elemental DL en el agujero a través de la cual podemos escribir esta primera ecuación en este el formulario 28 se puede escribir como DQ por ch con el signo negativo y DTC se puede escribir como menos d q por CCR para escribir o Express t o th – DTC esto no es más que el detective sobre la longitud ddlc de los datos no se puede expresar como – DQ si tomamos este y esta expresión I ’ m en aquí en esta ecuación si ponemos que dth – DTC esto es que hemos tomado de aquí esto que hemos tomado de aquí y que somos capaces de expresar Dr delta t es igual a menos DQ en 21 por ch menos uno por CeCe nowthis parte es que la forma drdt hdtc es igual a usted en un lugar de Pioneer – 3C y uno y c h – CC ahora nosotros ’ re tratando podemos todos integrados de este l igual a 202 l es igual a 12 y 1 l es igual a cero la diferencia correspondiente en la temperatura es delta-t que es el coste de los datos en uno más pequeño y esto es delta-t Lodge servicios porque hemos asumido t c h mayor que CC por lo que tenemos los niveles de Delta más pequeños en este sitio y delta-t almuerzo lo siento es 30 l grande en esto ahora ayudamos a la situación todavía restante con nosotros cúbico asociado en el THC en – ruta del estado que es el balance de masa del fluido frío y esto es el balance de masa del hospital de Surrey y el líquido frío esto es para la frecuencia cardíaca y esto es para el frío fluid esto es conocido si sabemos que hay ’ s uno podemos tomar c h en esta expresión y ponerlo aquí podemos sacar CC y poner la expresión en este si usted hace que lo que usted encontrará una expresión como esta hemos sustituido delta DL por lo que la única pregunta ahora se convierte en cubículos a un delta DL – 30 años/impuesto de título de datos de registro natural por lo que si el youno porque las políticas existentes desconocidas también podemos encontrar esta diferencia de temperatura media de registro esta cola es conocida en esta ecuación el longman se conoce la temperatura para que podamos encontrar el coeficiente de transferencia de calor general que no es más que uno por HHH última uno por acac así que de nuevo como hemos comentado anteriormente una vez que sabemos esta expresión podemos tratar de encontrar el lado caliente y el panel de lado frío es pero esto tal vez puede ser necesario que el número de direccionamiento de iteraciones ahora hemos discutido sobre esta situación particular ch mejor que CC y hemos visto que q es igual a su manera en la ciudad de la es válido para ch menos que CC se puede demostrar que esto también es válido para esta situación también es que distante que delta-t grande está ocurriendo en el lado y delta t pequeño está ocurriendo en este lado en contraste con la situación otras cosas seguirán siendo Lo mismo que también será cuidado en consecuencia y la misma expresión también sigue siendo válida para esta situación ahora queremos buscar la situación de contracorriente ya que ya hemos analizado ya hemos discutido saber si vamos para un intercambiador de calor de flujo paralelo o el intercambiador de calor de nuevo por la misma manera si vamos a encontrar que la transferencia de calor en general transferencia de calor se da por el camino en el equipo delta es de 10:30 y en este caso tendremos esto como delta-t grande y la diferencia en este sitio es delta-t y otras cosas para que podamos ver que el contador-corriente y el flujo paralelo o el couldn’ t hit it can be expresed by q equals to the heat transfer in these cases can be expresed as cubículos to even 10:30 alarm in fact forto consided that situation so we will find that this relation women ’ s cased now if we go to the next light I mean if we find that there is a cross flow heat intercambiador doing things that still we can use this correlation we can use the score retard I ’ m in relation to because to identity Ellen but with a small correction factor because in this situation este delta TM o la temperatura media de la temperatura media del bloqueo que no es el mismo en el caso de la clase tercer piso y el intercambiador de calor de flujo paralelo se tomó como uno y si ponemos que la relación aquí en la encontrará que esta relación es válida para la contracorriente y la elección actual todavía, pero como la manera de averiguar esa relación razones que cuatro diferentes calefactor configuración sénior esto ya se ha calculado para nuestro es y esto está relacionado con el se expresa en términos de i + d dos parámetros que están relacionados con las diferencias de temperatura aquí esto es t en la dinastía de la izquierda existen y esto es los dos lados que es 20 – t.i. esta es una proporción la otra relación es 30 – 20/el máximo temperatura antes de la muerte que es t.i. capital 10 – expresión se ha tomado de este gráfico se ha tomado de un libro de transferencia de calor y masa está cambiando ahora que este es el seguimiento de la corrección y entonces podemos diseñar el intercambiador de calor de flujo cruzado. Gracias