Foros de SóloIngeniería

- 10 Dic 2010, 16:31 #248355

Estoy intentando calcular la potencia calorífica que necesitaría para elevar un flujo aire (aire atmosférico) a temperatura ambiente (15-20ºC) hasta 70ºC. El flujo de aire viene de una soplante que genera un caudal de 4000 m3/hora. la tubería de conducción es de propileno, tras la que queremos añadir un carrete de acero donde colocar en su interior unas resistencias para elevar la temperatura del flujo hasta los 70ºC de trabajo.

Es decir, necesito calcular la potencia eléctrica de esas resistencias térmicas para obtener el salto térmico de uno 50-60ºC. El carrete de acero donde van alojada la tubería es de 2 metros de longitud. El diámetro interior no lo recuerdo, pero supongamos que pudiera tener 10 cm de diámetro interior.

He supuesto que el calculo del calor necesario seria mediante la formula:
Q = h·(tf-ti)
siendo h la suma de la h convectiva + h de conducción

es cierto? o que otra formula debo usar, debo tener en cuenta la transferencia de calor de convección y de conducción? o solo la de conducción?
Gracias

Última edición por lagun el 11 Dic 2010, 18:53, editado 1 vez en total

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 10 Dic 2010, 20:34 #248413

Yo el problema lo plantearía de la siguiente manera:

1.- conocer la densidad del aire. Aprox 1 kg/m3.
2.- conocer el calor específico del aire.
3.- con los datos de caudal que das, calcular la potencia necesaria en función de:
potencia=caudal*calor especifico*deltaT
4.- Una vez calculada la potencia, despejas el área de intercambio que necesitas para asegurarte que cumples el intercambio requerido, en función de
potencia = h*area*deltaT

Otro cantar es calcular h, que deberás usar alguna correlación o tomar valores "minorados" para asegurarte que cumples.

Y colorín colorado, problema resuelto.

Saludos,

Luis

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 11 Dic 2010, 18:56 #248482

Gracias LuisM, todo perfectamente entendido hasta el punto 4.

como me dices de hallar "h"? a que te refieres como se hace de forma de correlación?

a mi pregunta de si se debe hallar la h convectiva y la h de conducción, seria correcto? o como lo planteo

gracias por la ayuda.


pd: ya he editado el titulo para que sea lo mas aclarativa posible pero no me cabe mas información.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 11 Dic 2010, 21:35 #248491

Digamos que la parte "dificil" de los problemas de transferencia de calor es hallar la h. Si fuese un problema de clase tendrías que empezar calculando reynolds y nusselt, (y probablemente prandlt) y con estos valores ir a las tablas para ver que correlación puedes usar.

Siendo como es un problema de la vida real, con que consideres h = 100 es muy probable que tengas una muy buena aproximación. Estamos hablando de una convección forzada sobre unas aletas anulares, muy probablemente, por lo que el valor no es descabellado.
Eso si, una vez calcules A, metele un 25% mas, pues es el margen de error que tiene hacerlo así.

Saludos,

Luis

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 12 Dic 2010, 20:40 #248555

gracias de nuevo.

Pero no intervine tambien la transferencia por conduccion a lo largo del cilindro?

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 12 Dic 2010, 21:37 #248563

si solo calientas el cilindro, si.

Pero poco vas a calentar el aire así, debido a lo limitado del área. Yo me he imaginado que vas a meter tubos aleteados y dentro de los tubos las resistencias, en el interior de tu cilindro.

Si lo vas a hacer calentando sólo las paredes del cilindro, te has de asegurar que el flujo es extremadamente turbulento, pues si no nunca conseguiras calentarlo. Tendrás un efecto pelicula muy bonito.

En cualquier caso, ya conoces la mecánica, ya puedes buscar la solución

• 
• 
• 
• 
• 
• 

- 13 Dic 2010, 21:12 #248728

No es mi idea calentar el cilindro, sino que solo calentar el fluido. Las resistencias térmicas irán dentro del cilindro y calentarán el aire a su paso, en el cilindro a lo largo de 2 metros de cilindro.

Para mejorar la eficiencia, vamos a calorifugar el cilindro para evitar perdidas de calor al interior.

aun asi,a la velocidad que fluye el aire, el régimen turbulento no me lo quita nadie.

de ahi mi duda si considerar el transferencia de calor por conducción a lo largo del cilindro donde irán las resistencias en contacto directo con el aire.

gracias.

pd: perdón, pero tengo escasa formación en mecánica.

• 
• 
• 
• 
• 
•