contraflujo calculos

7/26/2019 contraflujo calculos

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CALCULOS

CONTRAFLUJO

DATOS:

N°

FLUJO

DE AIRE

CAL

OR

Te(C

°)

Ts(C

°)

T1(

C°)

T2(

C°)

T3(C

°)

T4(

C°)

Vol(

ml) T(s)

1

60

80 21 27 40 31 25 28 200 51

2 100 21 29 57 34 26 32 200 52

3 120 21 32 73 37 26 34 200 51

TOMA DE DATOS Nº1

1 Cálculos de la temperatura promedio de cada fluido.

Para el aire:T b.a.=

40+282 =34 ºC =307.15 K

Para el agua: T b.ag.=21

+27

2 =24 ºC =297.15 K

Propiedades f!sicas.

Para los datos de temperatura promedio" ta#ula$do te$dremos:

AIRE T %&' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'

*,, 1.1-1 1,,/

307.15 1.1376 1007.286

*0, ,.0 1,,

AGUA T %C' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&' /.1 12,.2

24 997.33 4180.0

- -.21 1/.

ρa=1.1376 kg/m3

Cpa=1007.286 J /kg.K



ρag=997.33kg/m3

Cpag=4180.0J /kg.K

* 3lu4o másico de agua.

mag.= ρag∗Vol

t =

997.33∗200∗10−6

51 =3.911∗10

−3 Kg/ s

Calor tra$sferido.

q=mag .∗Cpag∗(T s.ag.−T e.ag. )=3.911∗10−3∗4180.0∗(27−21)=98.087W

0 3lu4o másico de aire.

ma .= q

Cpa∗(T e .a .−T s .a .)=

98.087

1007.56∗(40−28)=8.112∗10

−3 Kg/s

- Coeficie$te pelicular e$ el aire:ha

DMTLa.=T

1. a−T 2.a

ln (T 1.a

T 2.a

)=

19−3

ln(193 )=

16

1.845=8.668 ºC

A1=π ∗ D1∗ L=π ∗0.718' ' ∗6' =104.779∗10−3

m2

ha= q

A1∗ DMTLa

= 98.087

104.799∗10−3∗5.461

=171.388W /m2.C

/ Coeficie$te pelicular e$ el agua: hag

DMTLag=T

1.ag−T 2.ag

ln (T 1.ag

T 2.ag

)=

4−3

ln( 43 )=

1

0.287=3.484 ºC

A2=π ∗ D2∗ L=π ∗0.812'' ∗6' =118.496∗10

−3m

2



hag= q

A1∗ DMTLa

= 98.087

118.496∗10−3∗3.484=237.59W /m2

.C

2 Coeficie$te glo#al:

U

∑ = 1

A1∗ha

+

ln( D2

D1)

2∗π ∗k ∗ L+

1

A2∗hag

∑ = 1

171.388∗10−3∗176.36

+ln (0.8120.718 )

2 π ∗383∗6∗12∗0.0254+

1

118.496∗10−3∗237.59

∑ =0.08823

U = 1

A2∗∑

= 1

118.496∗10−3∗0.068631=122.963W /m2

.C

Efecti5idad del 6CC: ɛ

C ag=mag∗Cpag=3.911∗10−3∗4180.0=16.3479W / K

C a=ma∗Cpa=8.112∗10−3∗1007.286=8.1711

W

K =C M!"

ɛ= q

qma#

= q

C M!" ∗(T e .a .−T e.ag.)=

98.087

8.1711∗(40−21)=0.6317

1, N7mero de u$idades de tra$sfere$cia: "UT

"UT =U ∗ A2/C M!" =122.963∗118.496∗10−3/8.1711=1.7831



TOMA DE DATOS Nº

1 Cálculos de la temperatura promedio de cada fluido.

Para el aire: T b.a.=57

+32

2 =45.5 ºC =318.65 K

Para el agua:T b.ag.=

34+26

2 =30 ºC =303.15 K

Propiedades f!sicas.


A68E T (K) ρ (Kg/m3) Cp (J/Kg.K)

*,, 1.1-1 1,,/

318.65 1.0993 1007.746

*0, ,.0 1,,

A9A T %C' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'

2 -.- 1/2.2

30 995.67 4158.5

ρa=1.0993kg /m3

Cpa=1007.746 J /kg.K

ρag=995.67 kg/m3

Cpag=4158.5J /kg.K

* 3lu4o másico de agua.

mag .=

ρag∗Vol

t =

995.67∗200∗10−6

52 =3.829

∗10

−3

Kg/s

Calor tra$sferido.

q=mag.∗Cpag∗(T s.ag.−T e.ag. )=3.829∗10−3∗4158.5∗(27−21 )=95.5373W

0 3lu4o másico de aire.



ma .= q

C pa∗(T e .a .−T s .a .)=

95.5373

1007.746∗(57−32)=3.7921∗10−3

Kg / s

- Coeficie$te pelicular e$ el aire:ha

DMTLa.=T

1. a−T 2.a

ln (T 1.a

T 2.a

)= 23−6

ln(236 )=

17

1.343=12.6513ºC

A1=π ∗ D1∗ L=π ∗0.718' ' ∗6' =104.779∗10−3

m2

ha= q

A1∗ DMTLa=

95.5373

104.799∗10−3∗12.6513=72.0577W /m

2

.C

/ Coeficie$te pelicular e$ el agua: hag

DMTLag=T

1.ag−T 2.ag

ln (T 1.ag

T 2.ag

)=

4−5

ln( 45 )=

−1

−0.2231=4.4814 ºC

A2=π ∗ D2∗ L=π ∗0.812'' ∗6' =118.496∗10

−3m

2

hag= q

A1∗ DMTLa

= 95.5373

118.496∗10−3∗4.4814

=179.9101W /m2.C

2 Coeficie$te glo#al: U

∑ = 1

A1∗ha

+

ln( D2

D1)

2∗π ∗k ∗ L

+ 1

A2∗hag

∑ = 1

104.779∗10−3∗72.0577

+ln(0.8120.718 )

2 π ∗383∗6∗12∗0.0254+

1

118.496∗10−3∗179.9101



∑ =0.1279

U = 1

A2∗∑

= 1

118.496∗10−3∗0.1279

=65.97786W /m2.C

Efecti5idad del 6CC: ɛ

C ag=mag∗Cpag=3.829∗10−3∗4158.5=15.9338W / K

C a=ma∗Cpa=3.7921∗10−3∗1007.746=3.8214W / K =C M!"

ɛ= q

qma#=

q

C M!" ∗(T e .a .−T e.ag.)= 95.5373

3.8214∗(57−21)=0.69446

1, N7mero de u$idades de tra$sfere$cia: "UT

"UT =U ∗ A2/C M!" =65.97786∗118.496∗10−3/3.8214=2.0458

TOMA DE DATOS Nº*

1. Cálculos de la temperatura promedio de cada fluido.

Para el aire:T b.a.=

73+262 =49.5 ºC =322.65 K

Para el agua:T b.ag.=

21+272

=31.5 ºC =304.65 K

. Propiedades f!sicas.


AIRE T %&' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'

*,, 1.1-1 1,,/

322.65 1.08602 1007.906

*0, ,.0 1,,



AGUA T %C' ( %&g)m*' Cp %+)&g.&'

*, -., 1/2.,

31.5 995.4 4178.12

*0 ., 1/2.

ρa=1.08602kg /m3

Cpa=1007.906 J /kg.K

ρag=996.0 kg/m3

Cpag=4178.12 J /kg.K

*. 3lu4o másico de agua.

mag.= ρag∗Vol

t =

995.4∗200∗10−6

51 =3.903∗10

−3 Kg/ s

. Calor tra$sferido.

q=mag.∗Cpag∗(T s.ag.−T e.ag. )=3.903∗10−3∗4178.12∗(32−21 )=179.403W

0. 3lu4o másico de aire.

ma.= q

Cpa∗(T e .a .−T s.a.)=

179.403

1007.906∗(73−34)=4.564∗10−3

Kg/ s

-. Coeficie$te pelicular e$ el aire:ha

DMTLa.=T

1. a−T 2.a

ln (T 1.a

T 2.a

)=

36−8

ln(368 )=

28

1.504=18.617 ºC

A1=π ∗ D1∗ L=π ∗0.718' ' ∗6' =104.779∗10−3

m2

ha= q A1∗ DMTLa

= 179.403

104.799∗10−3∗18.617

=91.952W /m2

.C

/. Coeficie$te pelicular e$ el agua: hag



DMTLag=T

1.ag−T 2.ag

ln (T 1.ag

T 2.ag

)=

4−5

ln(45 )=

−1

−0.22314=4.481ºC

A2=π ∗ D2∗ L=π ∗0.812''

∗6

'

=118.496∗10

−3

m2

hag= q

A1∗ DMTLa

= 179.403

118.496∗10−3∗4.481

=337.87W /m2.C

2. Coeficie$te glo#al:U

∑ = 1

A1∗ha+

ln( D2

D1)

2∗π ∗k ∗ L+ 1

A2∗hag

∑ = 1

171.388∗10−3∗91.952

+

ln (0.8120.718 )2 π ∗383∗6∗12∗0.0254

+ 1

118.496∗10−3∗337.87

∑ =0.088459

U = 1

A2∗∑ =

1

118.496∗10−3∗0.088459=95.401W /m

2

. C

. Efecti5idad del 6CC: ɛ

C ag=mag∗Cpag=3.903∗10−3∗4178.12=16.3071W / K

C a=ma∗Cpa=4.564

∗10

−3

∗1007.906

=4.6

W

K =C M!"

ɛ= q

qma#

= q

C M!" ∗(T e .a .−T e.ag.)=

179.403

4.6∗(73−21)=0.75

1,. N7mero de u$idades de tra$sfere$cia: "UT



"UT =U ∗ A2/C M!" =95.401∗118.496∗10−3/ 4.6=2.4575

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