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Transferencia de calor

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En un mazo de tubos con flujo perpendicular, se aplica la misma β: Coeficiente de dilatación cúbica , m /K;
ecuación que para interior de los tubos, pero con distintos exponen- Δt: temperatura de la pared – temperatura del fluido, K
tes a y b y el Re definido de la siguiente forma: g: aceleración de la gravedad, 9,81 m/s 2

Re = G max d e / µ Tubos horizontales:
9
X > 10 a = 0,13 m = 1/3;
4
9
G max no es el flujo transversal máximo en el casco, sino donde el 10 < X<10 a = 0,53 m = 1/4
4
diámetro es máximo: X < 10 a = 1,09 m = 1/8

Tubos verticales: Reemplazar el diámetro d por el largo l en los
números Nu y Gr
con los tubos en arreglo triangular,
9
X > 10 a = 0,13 m = 1/3
10 < X < 10 a = 0,59 m = 1/4
4
9
4
X < 10 a = 1,36 m = 1/8
El ángulo normal para el arreglo triangular es 60º, (Ver Tabla 2).
P: Paso entre tubos.
Y: distancia entre filas.
líquidos calentados o enfriados en película descendente en
Y = P cos 30º, siendo cos 30º = 0,866 tubos verticales:
En arreglo cuadrado P = Y Si Re ≥ 2100
h = 0,01 Re Pr 1/3
1/3
Con Re > 3000; m = 0,6; siendo φ
a = 0,33 con arreglo triangular y
a = 0,26 con arreglo cuadrangular Re: Número de Reynolds Re = 4τ
µ
Con Re 100 a 300; m = 0,5; siendo τ: flujo perimetral, kg/s·m τ = w
a = 0,695 con arreglo triangular y
π DN
a = 0,548 con arreglo cuadrangular Pr: Número de Prandtl Pr = [ ]
cµ
k
Con Re 1 a 100; m= 0,41; siendo
a = 1,086 con arreglo triangular y
a = 0,855 con arreglo cuadrangular
Para arreglo triangular o cuadrangular rotado, multiplicar a por 0,9
d: diámetro interior de los tubos, m
En el interior de un tubo en régimen laminar, Re < 2100 y Gz > 100 N: Número de tubos
Gz: Número de Graez g: aceleración de la gravedad, 9,81 m/s 2
Nu = 1,86 (Gz) 1/3Ф
Gz = (Re·Pr·d/l) Hay un mínimo caudal de regado:
convección natural: Fuera de tubos o grupos de tubos

Nu = a (Gr·Pr) = a X Espesor de la película (Nusselt):
m
m
Gr: Número de Grashof
3 2
Gr = D ρ β g Δt (en unidades SI) σ: Tensión superficial, N/m
µ 2 dato práctico: Tomar τ = 0,194 kg/s·m ( 700 kg/h·m)
Tabla 2 - Pérdidas de calor de superficies al medio ambiente quieto, por radiación R, convección C y evaporación E, sumados, kW/m 2

Forma de temperatura, °c
superficie ε pérdida 50 100 150 200 300 500 750 1000
Cuerpo negro 1 R 0,40 0,69 1,41 2,45 4,94 9,73 32,8 150
Acero al carbono 0,75 R+C 0,33 1,11 2,15 3,37 7,17 20,7 58,8 126
AISI 316 0,26 R+C 0,23 0,78 1,45 2,16 4,36 10,8 26,5 52,7
Horno aislado 0,60 R+C 0,30 1,01 1,94 3,00 6,31 18,6
Agua caliente 0,95 R+E 1,42 11,5*

* a 99ºC
Con viento de 10 km/h, las pérdidas, excepto el cuerpo negro, se duplican.

A&G 113 • Tomo XXVIII • Vol. 4 • (2018) 525