Calculadora Coeficiente de transferencia de calor para condensación fuera de tubos horizontales

✖La conductividad térmica en el intercambiador de calor es la constante de proporcionalidad del flujo de calor durante la transferencia de calor por conducción en un intercambiador de calor.ⓘ Conductividad térmica en intercambiadores de calor [k_f]			+10% -10%
✖La densidad del fluido en la transferencia de calor se define como la relación entre la masa de un fluido determinado y el volumen que ocupa.ⓘ Densidad de fluido en transferencia de calor [ρ_f]			+10% -10%
✖La densidad de vapor se define como la relación entre la masa y el volumen de vapor a una temperatura particular.ⓘ Densidad de vapor [ρ_V]			+10% -10%
✖La viscosidad del fluido a temperatura promedio en un intercambiador de calor es una propiedad fundamental de los fluidos que caracteriza su resistencia al flujo en un intercambiador de calor.ⓘ Viscosidad del fluido a temperatura promedio [μ]			+10% -10%
✖Número de tubos en el intercambiador de calor se refiere al recuento de tubos individuales que forman la superficie de transferencia de calor dentro del intercambiador de calor.ⓘ Número de tubos en el intercambiador de calor [N_t]			+10% -10%
✖La longitud del tubo en el intercambiador de calor es la longitud que se utilizará durante la transferencia de calor en un intercambiador de calor.ⓘ Longitud del tubo en el intercambiador de calor [L_t]			+10% -10%
✖El caudal másico en un intercambiador de calor es la masa de una sustancia que pasa por unidad de tiempo en un intercambiador de calor.ⓘ Caudal másico en el intercambiador de calor [M_f]			+10% -10%
✖El número de tubos en la fila vertical del intercambiador se define como el número de tubos que están alineados en posición vertical justo en el centro de la disposición del haz de tubos.ⓘ Número de tubos en la fila vertical del intercambiador [N_Vertical]			+10% -10%

✖El coeficiente de condensación promedio es el coeficiente medio de transferencia de calor considerando tanto la transferencia de calor interna como externa durante la condensación.ⓘ Coeficiente de transferencia de calor para condensación fuera de tubos horizontales [h_average]

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Fórmula

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Coeficiente de transferencia de calor para condensación fuera de tubos horizontales

Fórmula

`"h"_{"average"} = 0.95*"k"_{"f"}*(("ρ"_{"f"}*("ρ"_{"f"}-"ρ"_{"V"})*("[g]"/"μ")*("N"_{"t"}*"L"_{"t"}/"M"_{"f"}))^(1/3))*("N"_{"Vertical"}^(-1/6))`

Ejemplo

`"1317.817W/m²*K"=0.95*"3.4W/(m*K)"*(("995kg/m³"*("995kg/m³"-"1.712kg/m³")*("[g]"/"1.005Pa*s")*("360"*"4500mm"/"14kg/s"))^(1/3))*(("270")^(-1/6))`

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Coeficiente de transferencia de calor para condensación fuera de tubos horizontales Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Coeficiente de condensación promedio = 0.95*Conductividad térmica en intercambiadores de calor*((Densidad de fluido en transferencia de calor*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad de vapor)*([g]/Viscosidad del fluido a temperatura promedio)*(Número de tubos en el intercambiador de calor*Longitud del tubo en el intercambiador de calor/Caudal másico en el intercambiador de calor))^(1/3))*(Número de tubos en la fila vertical del intercambiador^(-1/6))
h_average = 0.95*k_f*((ρ_f*(ρ_f-ρ_V)*([g]/μ)*(N_t*L_t/M_f))^(1/3))*(N_Vertical^(-1/6))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 9 Variables

Constantes utilizadas

[g] - Aceleración gravitacional en la Tierra Valor tomado como 9.80665

Variables utilizadas

Coeficiente de condensación promedio - (Medido en Vatio por metro cuadrado por Kelvin) - El coeficiente de condensación promedio es el coeficiente medio de transferencia de calor considerando tanto la transferencia de calor interna como externa durante la condensación.
Conductividad térmica en intercambiadores de calor - (Medido en Vatio por metro por K) - La conductividad térmica en el intercambiador de calor es la constante de proporcionalidad del flujo de calor durante la transferencia de calor por conducción en un intercambiador de calor.
Densidad de fluido en transferencia de calor - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La densidad del fluido en la transferencia de calor se define como la relación entre la masa de un fluido determinado y el volumen que ocupa.
Densidad de vapor - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La densidad de vapor se define como la relación entre la masa y el volumen de vapor a una temperatura particular.
Viscosidad del fluido a temperatura promedio - (Medido en pascal segundo) - La viscosidad del fluido a temperatura promedio en un intercambiador de calor es una propiedad fundamental de los fluidos que caracteriza su resistencia al flujo en un intercambiador de calor.
Número de tubos en el intercambiador de calor - Número de tubos en el intercambiador de calor se refiere al recuento de tubos individuales que forman la superficie de transferencia de calor dentro del intercambiador de calor.
Longitud del tubo en el intercambiador de calor - (Medido en Metro) - La longitud del tubo en el intercambiador de calor es la longitud que se utilizará durante la transferencia de calor en un intercambiador de calor.
Caudal másico en el intercambiador de calor - (Medido en Kilogramo/Segundo) - El caudal másico en un intercambiador de calor es la masa de una sustancia que pasa por unidad de tiempo en un intercambiador de calor.
Número de tubos en la fila vertical del intercambiador - El número de tubos en la fila vertical del intercambiador se define como el número de tubos que están alineados en posición vertical justo en el centro de la disposición del haz de tubos.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Conductividad térmica en intercambiadores de calor: 3.4 Vatio por metro por K --> 3.4 Vatio por metro por K No se requiere conversión
Densidad de fluido en transferencia de calor: 995 Kilogramo por metro cúbico --> 995 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Densidad de vapor: 1.712 Kilogramo por metro cúbico --> 1.712 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Viscosidad del fluido a temperatura promedio: 1.005 pascal segundo --> 1.005 pascal segundo No se requiere conversión
Número de tubos en el intercambiador de calor: 360 --> No se requiere conversión
Longitud del tubo en el intercambiador de calor: 4500 Milímetro --> 4.5 Metro (Verifique la conversión aquí)
Caudal másico en el intercambiador de calor: 14 Kilogramo/Segundo --> 14 Kilogramo/Segundo No se requiere conversión
Número de tubos en la fila vertical del intercambiador: 270 --> No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

h_average = 0.95*k_f*((ρ_f*(ρ_f-ρ_V)*([g]/μ)*(N_t*L_t/M_f))^(1/3))*(N_Vertical^(-1/6)) --> 0.95*3.4*((995*(995-1.712)*([g]/1.005)*(360*4.5/14))^(1/3))*(270^(-1/6))

Evaluar ... ...

h_average = 1317.81723263612

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

1317.81723263612 Vatio por metro cuadrado por Kelvin --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

1317.81723263612 ≈ 1317.817 Vatio por metro cuadrado por Kelvin <-- Coeficiente de condensación promedio

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por rishi vadodaria

Instituto Nacional de Tecnología de Malviya (MNIT JAIPUR), JAIPUR

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Verificada por Prerana Bakli

Universidad de Hawái en Mānoa (UH Manoa), Hawái, Estados Unidos

¡Prerana Bakli ha verificado esta calculadora y 1600+ más calculadoras!

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Coeficiente de transferencia de calor para condensación fuera de tubos horizontales

Vamos Coeficiente de condensación promedio = 0.95*Conductividad térmica en intercambiadores de calor*((Densidad de fluido en transferencia de calor*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad de vapor)*([g]/Viscosidad del fluido a temperatura promedio)*(Número de tubos en el intercambiador de calor*Longitud del tubo en el intercambiador de calor/Caudal másico en el intercambiador de calor))^(1/3))*(Número de tubos en la fila vertical del intercambiador^(-1/6))

Coeficiente de transferencia de calor para condensación dentro de tubos verticales

Vamos Coeficiente de condensación promedio = 0.926*Conductividad térmica en intercambiadores de calor*((Densidad de fluido en transferencia de calor/Viscosidad del fluido a temperatura promedio)*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad de vapor)*[g]*(pi*Diámetro interior de la tubería en el intercambiador*Número de tubos en el intercambiador de calor/Caudal másico en el intercambiador de calor))^(1/3)

Coeficiente de transferencia de calor para condensación fuera de tubos verticales

Vamos Coeficiente de condensación promedio = 0.926*Conductividad térmica en intercambiadores de calor*((Densidad de fluido en transferencia de calor/Viscosidad del fluido a temperatura promedio)*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad de vapor)*[g]*(pi*Diámetro exterior de la tubería*Número de tubos en el intercambiador de calor/Caudal másico en el intercambiador de calor))^(1/3)

Flujo de calor máximo en el proceso de evaporación

Vamos Flujo de calor máximo = (pi/24)*Calor latente de vaporización*Densidad del vapor*(Tensión interfacial*([g]/Densidad del vapor^2)*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad del vapor))^(1/4)*((Densidad de fluido en transferencia de calor+Densidad del vapor)/(Densidad de fluido en transferencia de calor))^(1/2)

Coeficiente de transferencia de calor para subenfriamiento dentro de tubos verticales

Vamos Coeficiente de subenfriamiento interior = 7.5*(4*(Caudal másico en el intercambiador de calor/(Viscosidad del fluido a temperatura promedio*Diámetro interior de la tubería en el intercambiador*pi))*((Capacidad calorífica específica*Densidad de fluido en transferencia de calor^2*Conductividad térmica en intercambiadores de calor^2)/Viscosidad del fluido a temperatura promedio))^(1/3)

Coeficiente de transferencia de calor para subenfriamiento de tubos horizontales exteriores

Vamos Coeficiente de subenfriamiento = 116*((Conductividad térmica en intercambiadores de calor^3)*(Densidad de fluido en transferencia de calor/Diámetro exterior de la tubería)*(Capacidad calorífica específica/Viscosidad del fluido a temperatura promedio)*Coeficiente de expansión térmica para fluidos*(Temperatura de la película-Temperatura del fluido a granel))^0.25

Coeficiente de transferencia de calor con carga de tubo para condensación fuera de tubos horizontales

Vamos Coeficiente de condensación promedio = 0.95*Conductividad térmica en intercambiadores de calor*((Densidad de fluido en transferencia de calor*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad de vapor)*([g])/(Viscosidad del fluido a temperatura promedio*Carga de tubos horizontales))^(1/3))*(Número de tubos en la fila vertical del intercambiador^(-1/6))

Coeficiente de transferencia de calor del lado de la carcasa

Vamos Coeficiente de transferencia de calor del lado de la carcasa = Factor de transferencia de calor*Número de Reynolds para fluido*(Número de Prandlt para fluido^0.333)*(Conductividad térmica en intercambiadores de calor/Diámetro equivalente en intercambiador de calor)*(Viscosidad del fluido a temperatura promedio/Viscosidad del fluido a la temperatura de la pared del tubo)^0.14

Coeficiente de transferencia de calor para intercambiador de calor de placas

Vamos Coeficiente de película de placa = 0.26*(Conductividad térmica en intercambiadores de calor/Diámetro equivalente en intercambiador de calor)*(Número de Reynolds para fluido^0.65)*(Número de Prandlt para fluido^0.4)*(Viscosidad del fluido a temperatura promedio/Viscosidad del fluido a la temperatura de la pared del tubo)^0.14

Coeficiente de transferencia de calor con carga de tubo para condensación fuera de tubos verticales

Vamos Coeficiente de condensación promedio = 0.926*Conductividad térmica en intercambiadores de calor*((Densidad de fluido en transferencia de calor)*(Densidad de fluido en transferencia de calor-Densidad de vapor)*[g]/((Viscosidad del fluido a temperatura promedio*Carga del tubo exterior)))^(1/3)

Coeficiente de transferencia de calor con carga de tubo para condensación dentro de tubos verticales

Coeficiente de transferencia de calor para agua en el lado del tubo en el intercambiador de calor de carcasa y tubos

Vamos Coeficiente de transferencia de calor del lado del tubo = 4200*(1.35+0.02*(Temperatura de agua))*(Velocidad del fluido en el intercambiador de calor^0.8)/(Diámetro interior de la tubería en el intercambiador)^0.2

Carga de tubo vertical para condensación interior

Vamos Carga de tubos = Flujo de condensado/(Número de tubos en el intercambiador de calor*pi*Diámetro interior de la tubería en el intercambiador)

Carga de tubo vertical para condensación exterior

Vamos Carga del tubo exterior = Flujo de condensado/(Número de tubos en el intercambiador de calor*pi*Diámetro exterior de la tubería)

Longitud de los tubos en el condensador horizontal dada la carga del tubo y el caudal de condensado

Vamos Longitud del tubo en el intercambiador de calor = Flujo de condensado/(Número de tubos en el intercambiador de calor*Carga de tubos horizontales)

Número de tubos en el condensador horizontal según el caudal de condensado y la carga del tubo

Vamos Número de tubos en el intercambiador de calor = Flujo de condensado/(Carga de tubos horizontales*Longitud del tubo en el intercambiador de calor)

Carga de tubo horizontal para condensación exterior

Vamos Carga de tubos horizontales = Flujo de condensado/(Número de tubos en el intercambiador de calor*Longitud del tubo en el intercambiador de calor)

Número de Reynolds para película de condensado dada la carga del tubo

Vamos Número de Reynolds para película de condensado = (4*Carga de tubos)/(Viscosidad del fluido a temperatura promedio)

Carga vertical del tubo dado el número de Reynolds para película de condensado

Vamos Carga de tubos = (Número de Reynolds para película de condensado*Viscosidad del fluido a temperatura promedio)/4