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• Gilberto Andrés Jurado

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• Intercambiador de calor
• Convección
• Calor
• Física Aplicada e Interdisciplinaria
• Ingeniería mecánica

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CONCLUSIONES

En el diseño de intercambiador de calor realizado anteriormente se puede concluir que hay que tener en cuenta que los carretes van segmentados y por esa razón se reduce el área que se puede utilizar en el exterior, primordialmente hay que basarse en las tablas en arreglo en cuadro y en arreglo en triangulo. Estos tipos de tablas ya vienen estandarizadas para nuestra conveniencia. La ventaja que tiene el arreglo triangular frente a el arreglo en cuadro es que genera mayor turbulencia ya que el arreglo en cuadro la línea de flujo no encuentra mucha obstrucción a su paso, mientras que el arreglo en triangular hay mucha más obstrucción al paso del fluido, se genera mayor turbulencia por lo tanto la transferencia de calor es más eficiente. Una de las principales ventajas que tiene el arreglo en triangulo es que tiene mejor transferencia porque genera más turbulencia por lo tanto el número de Nu es más grande así igual con el coeficiente convectivo es más grande. La desventaja es que hay una mayor caída de presión en el fluido que va por el lado de la coraza por lo tanto se necesita una mayor potencia de bombeo. Según el tema de los cálculos para el diseño de un intercambiador de calor para poder analizar los intercambiadores de calor nos basamos en las condiciones iniciales, nos dan una sustancia la cual se necesita enfriar de una temperatura a otra, y para eso se deberá tener otra sustancia que se va a calentar, la sustancia que se enfría le sede calor a la sustancia refrigerante que se va a calentar. Como condición inicial también nos apoyamos en un flujo másico. Fue así, que con estas condiciones se pudo empezar a diseñar. Se tuvo que tener en cuenta que esto es un proceso iterativo en el cual se tiene que hacer una cierta cantidad de cálculos los cuales se hacen en una plantilla de Excel, con esta dicha plantilla se hicieron aproximada mente 15 diseños de intercambiadores en arreglo en cuadro y otros 15 diseños en intercambiadores en arreglo triangular. Con esta serie de diseños calculados se hizo una selección del mejor arreglo que nos aproximó al valor de Longitud y T2 ideal , en este caso el mejor es el que de la menor caída de presión, el que me implique la menor área de transferencia de calor, ya que esto hace que el intercambiador sea más pequeño. Para el diseño lo primero que se tuvo que hacer fue seleccionar un diámetro de coraza dependiendo de las restricciones que se tengan en la aplicación. En nuestro caso como no había ninguna restricción alguna se pudo seleccionar cualquier diámetro con el debido número de pasos que genera la tabla.

Una vez seleccionado el diámetro de coraza y seleccionado el arreglo, se tuvo que calcular los coeficientes convectivos.

Hubo que tener en cuenta a la hora de los cálculos, que la temperatura de los fluidos en el intercambiador de calor nunca es constante, ya que a medida que va pasando por el intercambiador de calor la temperatura va aumentando, nunca es constante, pero para los cálculos se usó primordialmente una temperatura media. Un subdimensionamiento generalmente no sirve para someterlo a las condiciones a la cual se requiere llegar pese a que se tiene una tolerancia grande en los cálculos ya que son aproximados, no son precisos se tendrá que ser muy cuidadosos para no ampliar más los errores de los cálculos del intercambiador. Es por esta razón que se decide hacer 15 iteraciones en cada uno de los arreglos (cuadrado, triangular) para poder observar su comportamiento en función de la caída de presión, la temperatura requerida y la longitud de la tubería. Al analizar cada uno de los resultados de los arreglos la que mejor tuvo una proximidad a los datos requeridos por el diseñador fue el arreglo en cuadro, según las iteraciones que se concluyeron tuvo como resultado una caída de presión de 0,11 la cual está dentro del rango de optimización, tiene un longitud de 5,9 m la cual permite buscar una buena economía en el sistema de operación y una temperatura de 123,23 k, Estas operaciones se hicieron en base a tubos de 3/4" DE, arreglo en cuadro de 1 plg con 4 pasos y 204 tubos, y con un diámetro interior de coraza equivalente a 19,25 plg. Esta serie de valores nos permite observar las turbulencias del sistema en la coraza y en los tubos.