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Un análisis detallado de la transferencia de calor en sistemas intercambiadores de calor aleteados. Se exploran los diferentes tipos de aletas, los materiales utilizados y cómo afectan la eficiencia de la transferencia de calor. También se discuten las aplicaciones comunes de estos sistemas, como la refrigeración, calefacción y generación de energía. El documento incluye información sobre el procedimiento experimental realizado, los elementos utilizados y los cálculos realizados para determinar la eficiencia del sistema. Se concluye que las aletas aumentan significativamente la transferencia de calor y que los materiales con alta conductividad térmica, como el aluminio y el cobre, son los más eficientes. Además, se resaltan factores como la geometría de las aletas, el flujo de aire y las propiedades termodinámicas de los fluidos como elementos clave en la eficiencia general del intercambiador de calor aleteado.
Tipo: Ejercicios
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Albarracín Yeferson Aurelio Bareño Cruz Kedwin Alirio Gantiva Sánchez Daniela Gómez Anderson Jhon Guaqueta Lara Vanessa Julieth Jiménez Salamanca José Alfredo Pérez Díaz Cristian Alejandro
Objetivo General Analizar detalladamente el funcionamiento del equipo en estudio y así poder identificar cada parte del proceso que aquí se genera, principalmente la manera en que interviene el sistema aleteado para poder identificar la dispersión exacta necesaria para generar el óptimo funcionamiento en el equipo y de esta manera predecir y controlar no solo la temperatura transferida si no todo aquello que pueda suceder al interior de este mecanismo. Objetivos Específicos
4. Diseño De Intercambiadores De Calor Aleteado El diseño de un intercambiador de calor aleteado debe optimizarse para la aplicación específica. Los factores a considerar en el diseño incluyen el tipo de aleta, el material de la aleta, los fluidos, la tasa de flujo, la temperatura y la presión. 5. Aplicaciones Los sistemas de intercambiadores de calor aleteado se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo:
Procedimiento Procedimiento (intercambiadores de calor), La disipación del calor en algunos materiales surge como el método eficiente para que un material o equipo no alcance temperaturas que sobrepasen los limites estipulados por el fabricante, mejorar transferencia de calor por conducción a lo largo de las aletas que posee el material y gracias al ambiente generando transferencia por convección, siendo así este sistema de con conducción convección. En primera instancia se identifica los elementos de medición como el manómetro, el cual nos permitirá. I. tomar temperaturas iniciales a la entrada y a la salida del radiador II. medir con el calibrador el ancho y la altura de las aletas del radiador III. Medir con ayuda del flexómetro el largo y ancho del radiador IV. Medir con ayuda del anemómetro las temperaturas y con el sensor de temperatura de contacto medimos en la base, en la tubería y en los extremos de las aletas
Una vez tomados estos datos requeridos, se procede a encender la máquina, donde se evidencia dentro del sistema que al abrir la válvula el aire se expande y sale expandido a temperatura baja, luego entra en forma de líquido saturado y durante su transformación se evapora al recibir el calor del aire y empieza a salir en forma gaseosa a baja temperatura y baja presión, este proceso se llama vapor saturado donde el compresor lo recibe y lo comprime y sale en forma gaseosa a alta temperatura y alta presión, llamado vapor sobrecalentado, luego de este proceso el fluido pasa al condensador entrando con temperatura alta y baja presión donde empieza a realizarse un intercambio de calor y entonces el fluido sufre el cambio de estado de gaseoso o vapor sobrecalentado a liquido pasando a través de la tubería y saliendo de la tubería a una temperatura un poco más alta que a la temperatura ambiente y alta presión registrada por los manómetros
Pie de rey: El Pie de Rey, calibrador o calibre con escala Vernier es un pequeño instrumento de precisión que se utiliza para medir las dimensiones de objetos. El Pie de Rey está compuesto por dos bocas que nos permiten medir exteriores, orificios, ranuras o cavidades. Flexómetro: Un flexómetro es un instrumento destinado a la medición de superficies rectas o curvas.
Pirómetro: Un pirómetro es un dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella. Recomendaciones para futuras investigaciones: Se podrían realizar investigaciones adicionales para estudiar el efecto de diferentes geometrías de aletas en la transferencia de calor y estudiar los efectos de la suciedad y la corrosión en la transferencia de calor de los intercambiadores de calor aleteados. Se recomienda comparar el rendimiento del intercambiador de calor aleteado con el de otros tipos de intercambiadores de calor, como intercambiadores de calor de carcasa y tubo o intercambiadores de calor de placas. También Analizar el costo-beneficio del uso de intercambiadores de calor aleteados en comparación con otros tipos de intercambiadores de calor. Y Se deben considerar las limitaciones de los intercambiadores de calor aleteados, como la posibilidad de ensuciamiento y corrosión.
Aleta 1: W: 40cm x 1 𝑚 100 𝑐𝑚
h: 4.4cm x 1 𝑚 100 𝑐𝑚
t=0.2 mm x 1 𝑚 1000 𝑚𝑚 = 2 x 10 −^4 m
Aleta: W: 37 cm x 1 𝑚 100 𝑐𝑚
h: 7 cm x 1 𝑚 100 𝑐𝑚
t=0.2 mm x 1 𝑚 1000 𝑚𝑚 = 2 x 10 − 4 m CONDENSADOR Tubo cobre de 3/ Grosor: 0.89mm Diámetro: 9.52 mm * 1 𝑚 1000 𝑚𝑚 = 0.00952 m largo = Cantidad tubería atravesada por ancho largo= 30 tubos x 60 cm=1,800 cm x 1 𝑚 100 𝑐𝑚 = 18m Ase ➢ A.tubo = (0,00952m) (18 m) A.tubo = 0,538 m ➢ A. Aleta: W x t A. Aleta: 0 ,37m x ( 2 𝑥 10 −^4 m) A.Alela: 7,4𝑥 10 −^5 m ➢ A. Extendida = A.tubo + N x A.Aleta x L A.ext = (0,5 3 8m + 480) × (7,4𝑥 10 −^5 m) x 18m A.ext= 0,640 m
N = 480 aletas totales Refrigerante R Peso molecular = 86.47 g/mol Punto de Ebullición = - 40,8 °C Punto de Congelación = - 160 °C Densidad =1,18 g/𝑐𝑚^3
Conclusión Se concluye que, las aletas aumentan significativamente la transferencia de calor en comparación con un intercambiador de calor sin aletas. Esto se debe al aumento del área superficial efectiva para la transferencia de calor, además la eficiencia de las aletas aumenta con el aumento de la altura de la aleta, pero disminuye con el aumento del grosor de la base de la aleta. El material de las aletas también afecta la transferencia de calor. Los materiales con alta conductividad térmica, como el aluminio o el cobre, son más eficientes que los materiales con baja conductividad térmica. con los datos obtenidos y sus respectivos cálculos se evidencio que la velocidad del flujo de aire tiene un efecto significativo en la transferencia de calor. Un mayor flujo de aire aumenta la tasa de convección y, por lo tanto, aumenta la transferencia de calor. La eficiencia general del intercambiador de calor aleteado depende de varios factores, incluyendo la geometría de las aletas, el material de las aletas, el flujo de aire, la temperatura del fluido y las propiedades termodinámicas de los fluidos. En general, los intercambiadores de calor aleteados son dispositivos eficientes para la transferencia de calor. Son ampliamente utilizados en una variedad de aplicaciones, incluyendo la refrigeración, la calefacción y la generación de energía.
Lista de referencias https://www.thermal-engineering.org/es/que-es-el-intercambiador-de-calor-definicion/ Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2007). Fundamentals of heat and mass transfer (6th ed.). John Wiley & SonsShah, R. K. (2003). Compact heat exchangers and enhancement technologies. CRC Press.:
