Fuente: Michael G. Benton y Kerry M. Dooley, Departamento de Ingeniería Química, Universidad Estatal de Luisiana, Baton Rouge, LA

Los intercambiadores de calor transfieren calor de un fluido a otro. Existen varias clases de intercambiadores de calor para satisfacer diferentes necesidades. Algunos de los tipos más comunes son intercambiadores de carcasas y tubos e intercambiadores de placas¹. Los intercambiadores de calor de carcasa y tubo utilizan un sistema de tubos a través del cual fluye el fluido¹. Un conjunto de tubos contiene el líquido que se va a enfriar o calentar, mientras que el segundo conjunto contiene el líquido que absorberá el calor o lo transmitirá¹. Los intercambiadores de calor de placas utilizan un concepto similar, en el que las placas se unen estrechamente junto con un pequeño espacio entre cada uno para que el líquido fluya¹. El fluido que fluye entre las placas alterna entre caliente y frío para que el calor entre o salga de las corrientes necesarias¹. Estos intercambiadores tienen grandes superficies, por lo que suelen ser más eficientes¹.

El objetivo de este experimento es probar la eficiencia de transferencia de calor de un intercambiador de calor de tubo aleteado (Figura 1) y compararlo con la eficiencia teórica de un intercambiador de calor sin aletas. Los datos experimentales se medirán para tres caudales diferentes de monoetilenglicol (MEG). Se utilizarán dos caudales de agua diferentes para cada caudal MEG. Utilizando el método de trazado Wilson, los coeficientes de transferencia de calor se determinarán a partir de los datos experimentales. Además, el número del Reynold y la cantidad de calor transferido se compararán para el flujo con y sin las aletas para evaluar la eficiencia de transferencia de calor.

Figura 1: Intercambiador de calor de tubo finlandés. 1) Temperatura de salida MEG 2) temperatura de entrada de agua 3) temperatura de entrada MEG 4) temperatura de salida de agua 5) medidor de agua 6) MEG acumulación de vidrio/ cilindro.

1. Determinación de la velocidad de inicio y flujo

1. Abra la válvula de carga situada debajo del generador de vapor.
2. Encienda la unidad y espere 15 minutos para que el vapor comience a formarse.
3. Calcular el caudal de agua
   1. Inicie un cronómetro y monitoree el medidor que muestra el volumen de agua.
   2. Detenga el reloj después de 30 s y registre el volumen total de agua que se muestra en el medidor.
   3. Divida el volumen de agua por el tiempo para determinar el caudal volum

El intercambiador de calor de tubo aleteado no alcanzó un flujo turbulento(Figura 2). Las aletas proporcionan superficies adicionales en las que se forman capas de contorno, como se conoce a través de la teoría de flujo laminar y turbulento. Si el fluido no está a una velocidad suficiente, el fluido no alcanzará la turbulencia. Las capas límite entre las aletas se superponen en la región laminar, por lo que el fluido seguirá siendo laminar.