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· No T AS d E I NGENIERÍA Q UÍ m ICA ·

Q = U d A(t 1 -t’ 2 ). ción y la aceleración, en los cabezales se puede estimar aproximada-
mente igual a “una cabeza” por paso:
t’ 2 :Temperatura de salida del agua.

Igualando y despejando t w

t w = h dt 1 - U d (t 1 - t' 2 ) ∆p: Pérdida de carga, Pa
h d f: Factor de fricción, 0,05 para tubos lisos, 0,1 para rugosos (ver
curvas en Perry)
el subíndice d indica seco (dry ) ρ: densidad, kg/m 3
si t w < t s , no hay zona de desobrecalentamiento seco, sólo conden- u: Velocidad, m/s
sación pelicular, y la temperatura del vapor para calcular el área del l: longitud total de los tubos, m
condensador es la de saturación. d: diámetro interior de los tubos, m
si t w > t s , hay zona de desobrecalentamiento seco y la temperaura del n: Número de pasos
vapor para calcular el área de desobrecalentamiento es la real.
Fuera de tubos, con flujo transversal, como es lo habitual en el casco:
¿Hasta dónde llega el desobrecalentamiento seco, o “metálico”?

Hasta que el vapor se enfría a la temperatura t 1 que resulta de hacer
t s = t w en la última ecuación, que llamaremos t id para no confundirla
con t 1 inicial.

El vapor tiene que estar muy sobrecalentado para que exista una Valores de b:
zona de desobrecalentamiento y normalmente no la hay con poco b = 0,75 para arreglo triangular
o moderado recalentamiento. Un valor indicativo de h d es 400 a b = 0,33 para arreglo cuadrangular
450 W/m ·K. b = 0,54 para arreglo triangular rotado
2
b = 0,44 para arreglo cuadrangular rotado
En condensadores al vacío, donde la pérdida de carga es crucial, G max : Flujo en el diámetro máximo, ya definido anteriormente, kg/s · m 2
normalmente no debe superar el 5 % de la presión de operación y el f: Factor de fricción.
casco más indicado es el X, pues el número de filas cruzadas es el N: Número de filas de tubos que son atravesadas por el flujo.
mínimo. En un casco B, es conveniente el flujo horizontal, que arras-
tre el condensado hacia las paredes. Con flujo vertical, en el segundo Cuando hay varios diafragmas (baffles) N es el número total de filas
cruce del mazo, el vapor va en dirección contraria al condensado que cruzadas, las que se recorren hacia abajo y las que se recorren
cae y crea una resistencia que retarda su escurrimiento, que no es hacia arriba.
bueno para la transferencia del calor.
En condensadores, la pérdida de carga se calcula con la fórmula
En grandes condensadores no se puede pretender que todo el mazo anterior, pero sin el factor 2.
sea compacto. A más del “plenum” superior, propio del casco X, el
indicado, hay que garantizar vías de penetración al vapor, una central Esta pérdida de carga es muy importante en condensadores de sis-
o más, y placas colectores intermedias de condensado, para que no temas de vacío, que, por esa causa, se diseñan con un paso entre
disminuya el coeficiente de transferencia calórica por haber muchas tubos mayor que el mínimo admisible. Un criterio general aconseja
filas verticales superpuestas. limitarla a solo el 5 % de la presión de operación.
Además, en grandes condensadores, como los de turbinas con gran
la pérdida de carga cantidad de tubos, se da al vapor una o varias vías de penetra-
ción que dividen al mazo. Un error común, garrafal por cierto, es
Es sabido que aumentando la velocidad se aumenta el coeficiente no ponerlos y darle a tubos de 19 mm de diámetro exterior un paso
laminar de transferencia calórica, pero el exponente del número de de 23,8 mm.
Reynolds es 0,8 y en la caída de presión, ésta aumenta con la velo-
cidad al cuadrado. las posibilidades de mejorar los h aumentando la
velocidad son limitados. diseño mecánico y construcción

El recurso de aumentar el número de pasos es válido, pero una parte Para la parte mecánica hay normas muy conocidas, la más aplicada es
de la mejora se pierde por cierto cruce en las temperaturas, como la de TEmA, ya citada en los gráficos . También hay un manual similar en
habíamos visto. las British Standards. Para condensadores de sistemas de vacío, gran-
des condensadores de turbinas, recuperadores de calor y calentadores
la pérdida de carga dentro de tubos es la que arroja la ecuación de de agua para alimentación de calderas se aplican las normas HEI, Heat
Fanning, a eso hay que sumar la que se produce por la desacelera- Exchange Institute, que también cubre buena parte del diseño térmico.

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