Determinación del coeficiente de película externo en serpentines mediante transferencia de calor por convección forzada en tanques agitados utilizando fluidos Newtonianos

• Morales, Bárbara Miranda ^[1]
  1. [1] Universidad de Costa Rica

     Universidad de Costa Rica

     Hospital, Costa Rica

     
• Localización: Ingeniería: Revista de la Universidad de Costa Rica, ISSN-e 2215-2652, ISSN 1409-2441, Vol. 23, Nº. 2, 2013, págs. 31-46
• Idioma: español
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  • español

    En esta investigación se determinó experimentalmente los parámetros α, p, q, r y n del modelo:  que describe el coeficiente de película externo de transferencia de calor para líquidos newtonianos, en un tanque con agitación calentado con un serpentín helicoidal y para el caso de tubos verticales, utilizando diferentes tipos de agitadores. Las variables estudiadas fueron: tipo de fluido (agua, glicerina al 50 % y etilenglicol), velocidad de agitación (200, 400, 600, 800, 1000) rev/min, tipo de agitador (turbina de cuatro aspas rectas, turbina de cuatro aspas inclinadas, turbina de seis aspas rectas, turbina de seis aspas inclinadas, turbina de disco, hélice plana y hélice floreada) y diámetro de agitador (0,09 y 0,12) m. Con los datos obtenidos se calculó el coeficiente de película y se ajustó al modelo propuesto. Con el fin de mejorar la correlación del modelo con los datos experimentales, se fijaron los exponentes del número de Reynolds y de la razón  en 2/3 y 0,14, respectivamente. El uso de los modelos obtenidos debe restringirse a fluidos newtonianos y en las siguientes condiciones de trabajo:  y . Estos modelos describen satisfactoriamente el comportamiento del coeficiente de película externo de los serpentines en tanques con agitación, bajo las condiciones de estudio.

  • English

    In this research were experimentally determined the parameters α, p, q, r, n of the model: Nu = αRepPrq (μ/μw)r (Da/Dt)n that describes the external film heat transfer coefficient of newtonian fluids heated by a spiral coil or by a straight tubes coil in an agitated vessel. The variables studied were: type of fluid, speed of agitation, type of agitator and diameter of agitator. The experimental heat transfer coefficient was calculated for each experiment and the data were fitted to the proposed model. In order to improve the correlation of the model with the experimental data, the exponents of Reynolds number and the ratio μ/μ w were established in 2/3 and 0,14, respectively. The application of the proposed models have to be restricted to newtonian fluids and in the following conditions: 1700 < Re < 6x105 and 2,0 < Pr < 149. These models describe satisfactorily the behavior of the external film heat transfer coefficient of the coils in agitated vessels, under the conditions studied