Calculadora Coeficiente de transferencia de calor para subenfriamiento dentro de tubos verticales

✖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%
✖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%
✖El diámetro interior de la tubería en el intercambiador es el diámetro interior por donde tiene lugar el flujo de fluido. No se tiene en cuenta el espesor de la tubería.ⓘ Diámetro interior de la tubería en el intercambiador [D_i]			+10% -10%
✖La capacidad calorífica específica es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa en una unidad de grado de temperatura.ⓘ Capacidad calorífica específica [Cp]			+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 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%

✖El coeficiente de subenfriamiento interior es el coeficiente de transferencia de calor cuando el vapor condensado se subenfría aún más a una temperatura más baja en un condensador dentro de un tubo.ⓘ Coeficiente de transferencia de calor para subenfriamiento dentro de tubos verticales [h_{sc inner}]

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Fórmula

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Coeficiente de transferencia de calor para subenfriamiento dentro de tubos verticales

Fórmula

`"h"_{"sc inner"} = 7.5*(4*("M"_{"f"}/("μ"*"D"_{"i"}*pi))*(("Cp"*"ρ"_{"f"}^2*"k"_{"f"}^2)/"μ"))^(1/3)`

Ejemplo

`"31419.44W/m²*K"=7.5*(4*("14kg/s"/("1.005Pa*s"*"11.5mm"*pi))*(("4.186J/(kg*K)"*("995kg/m³")^2*("3.4W/(m*K)")^2)/"1.005Pa*s"))^(1/3)`

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Coeficiente de transferencia de calor para subenfriamiento dentro de tubos verticales Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

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)
h_{sc inner} = 7.5*(4*(M_f/(μ*D_i*pi))*((Cp*ρ_f^2*k_f^2)/μ))^(1/3)
Esta fórmula usa 1 Constantes, 7 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilizadas

Coeficiente de subenfriamiento interior - (Medido en Vatio por metro cuadrado por Kelvin) - El coeficiente de subenfriamiento interior es el coeficiente de transferencia de calor cuando el vapor condensado se subenfría aún más a una temperatura más baja en un condensador dentro de un tubo.
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.
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.
Diámetro interior de la tubería en el intercambiador - (Medido en Metro) - El diámetro interior de la tubería en el intercambiador es el diámetro interior por donde tiene lugar el flujo de fluido. No se tiene en cuenta el espesor de la tubería.
Capacidad calorífica específica - (Medido en Joule por kilogramo por K) - La capacidad calorífica específica es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa en una unidad de grado de temperatura.
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.
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.

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

Caudal másico en el intercambiador de calor: 14 Kilogramo/Segundo --> 14 Kilogramo/Segundo No se requiere conversión
Viscosidad del fluido a temperatura promedio: 1.005 pascal segundo --> 1.005 pascal segundo No se requiere conversión
Diámetro interior de la tubería en el intercambiador: 11.5 Milímetro --> 0.0115 Metro (Verifique la conversión aquí)
Capacidad calorífica específica: 4.186 Joule por kilogramo por K --> 4.186 Joule por kilogramo 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
Conductividad térmica en intercambiadores de calor: 3.4 Vatio por metro por K --> 3.4 Vatio por metro por K No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

h_{sc inner} = 7.5*(4*(M_f/(μ*D_i*pi))*((Cp*ρ_f^2*k_f^2)/μ))^(1/3) --> 7.5*(4*(14/(1.005*0.0115*pi))*((4.186*995^2*3.4^2)/1.005))^(1/3)

Evaluar ... ...

h_{sc inner} = 31419.4370975165

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

31419.4370975165 Vatio por metro cuadrado por Kelvin --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

31419.4370975165 ≈ 31419.44 Vatio por metro cuadrado por Kelvin <-- Coeficiente de subenfriamiento interior

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por rishi vadodaria

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

¡rishi vadodaria ha creado esta calculadora y 200+ más calculadoras!

Verificada por Prerana Bakli

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

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

< 19 Coeficiente de transferencia de calor en intercambiadores de calor Calculadoras

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