Calculadora Flujo de calor máximo en el proceso de evaporación

✖El calor latente de vaporización es una propiedad termodinámica que describe la cantidad de energía necesaria para cambiar una sustancia de su fase líquida a su fase gaseosa.ⓘ Calor latente de vaporización [λ]			+10% -10%
✖La densidad de vapor se define como la relación entre la masa y el volumen de vapor a una temperatura particular.ⓘ Densidad del vapor [ρ_Vapor]			+10% -10%
✖La tensión interfacial, también conocida como tensión superficial, es una propiedad de la interfaz entre dos sustancias inmiscibles, como un líquido y un gas o dos líquidos diferentes.ⓘ Tensión interfacial [σ]			+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%

✖El flujo de calor máximo se refiere a la tasa más alta de transferencia de calor por unidad de área que se puede lograr en un sistema o situación particular.ⓘ Flujo de calor máximo en el proceso de evaporación [q_max]

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Fórmula

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Flujo de calor máximo en el proceso de evaporación

Fórmula

`"q"_{"max"} = (pi/24)*"λ"*"ρ"_{"Vapor"}*("σ"*("[g]"/"ρ"_{"Vapor"}^2)*("ρ"_{"f"}-"ρ"_{"Vapor"}))^(1/4)*(("ρ"_{"f"}+"ρ"_{"Vapor"})/("ρ"_{"f"}))^(1/2)`

Ejemplo

`"176816.9W/m²"=(pi/24)*"200001J/kg"*"1.71kg/m³"*("0.0728N/m"*("[g]"/("1.71kg/m³")^2)*("995kg/m³"-"1.71kg/m³"))^(1/4)*(("995kg/m³"+"1.71kg/m³")/("995kg/m³"))^(1/2)`

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Flujo de calor máximo en el proceso de evaporación Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

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)
q_max = (pi/24)*λ*ρ_Vapor*(σ*([g]/ρ_Vapor^2)*(ρ_f-ρ_Vapor))^(1/4)*((ρ_f+ρ_Vapor)/(ρ_f))^(1/2)
Esta fórmula usa 2 Constantes, 5 Variables

Constantes utilizadas

[g] - Aceleración gravitacional en la Tierra Valor tomado como 9.80665
pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilizadas

Flujo de calor máximo - (Medido en vatio por metro cuadrado) - El flujo de calor máximo se refiere a la tasa más alta de transferencia de calor por unidad de área que se puede lograr en un sistema o situación particular.
Calor latente de vaporización - (Medido en Joule por kilogramo) - El calor latente de vaporización es una propiedad termodinámica que describe la cantidad de energía necesaria para cambiar una sustancia de su fase líquida a su fase gaseosa.
Densidad del 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.
Tensión interfacial - (Medido en Newton por metro) - La tensión interfacial, también conocida como tensión superficial, es una propiedad de la interfaz entre dos sustancias inmiscibles, como un líquido y un gas o dos líquidos diferentes.
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.

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

Calor latente de vaporización: 200001 Joule por kilogramo --> 200001 Joule por kilogramo No se requiere conversión
Densidad del vapor: 1.71 Kilogramo por metro cúbico --> 1.71 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Tensión interfacial: 0.0728 Newton por metro --> 0.0728 Newton por metro 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

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

q_max = (pi/24)*λ*ρ_Vapor*(σ*([g]/ρ_Vapor^2)*(ρ_f-ρ_Vapor))^(1/4)*((ρ_f+ρ_Vapor)/(ρ_f))^(1/2) --> (pi/24)*200001*1.71*(0.0728*([g]/1.71^2)*(995-1.71))^(1/4)*((995+1.71)/(995))^(1/2)

Evaluar ... ...

q_max = 176816.89108671

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

176816.89108671 vatio por metro cuadrado --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

176816.89108671 ≈ 176816.9 vatio por metro cuadrado <-- Flujo de calor máximo

(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