Enfriador de aceite de motor

Especificaciones generales del proceso:

Flujo caliente: Aceite de motor a 35 bar. de presión, flujo de 50 kg/s, que será enfriado desde una temperatura de entrada de 113 ªC hasta 38 ªC a un tanque de almacenamiento. No hay contaminación.

Refrigerante: Agua bien tratada desde una torre de enfriamiento a 27 ªC en verano y 17 ªC en invierno. La temperatura de salida no excederá 50 ªC. emplear una resistencia a la contaminación de 0.00018 (W/m2 K)-1. Sobre diseñar un 25% de superficie. Mantener una velocidad del flujo de 1.5 m/s como mínimo y 3 m/s como máximo para prevenir erosión. Para una caída de presión de 100 kPa existe una tolerancia de 10%.

Especificaciones de la construccion: Se requiere una longitud máxima de los tubos de 10m, los cuales serán de una aleación 0.5 de Cr en posición horizontal con arreglo multi tubular simple.

Tipo de intercambiador de calor y localización del fluido: debido a que el butano esta a alta presión, se requiere una construccion de concha y tubo. El agua se colocará a ¾” en tubos rectos para limpieza.

Datos
Flujo caliente Refrigerante
P= 35 bar Tver= 27 C Vmax= 3 m/s
m= 60 kg/s Tinv= 17 C P= 100 kpa
Tent=113 C Tsal=50 C m= 155 kg/s
Tsal=38 C Rcont= 0.00018 W/M2*K
Vmin= 1.5 m/s
Vamos a utilizar el metodo LMTD (Metodo de la diferencia de temperatura media logaritmica) para obtener una diferencia de temperatura media ΔTm para usar la relacion Q = U*As*ΔTm

Q =(50 kg/s)(1.796 KJ/Kg*K)(113-38)C = 6735 Kw

ΔTml = [ΔT1-ΔT2/ ln(ΔT1/ΔT2)] = ((113-50)-38)/ln(63/38) = 63-38/ln(1.66)
ΔTml = 49.33 C

Eficiencia de temperatura

P = (t2-t1)/(T2-T1) = 50-22 / 113-22 = 0.3

R = (T2-T1)/(t2-t1) = 113-38/ 50-22 = 2.68

Con estos dos valores localizamos en las tablas el factor de correccion que va ser igual a F=0.88

K = 1470 W/m*K

As = Q/ K(F)(ΔTml) = 6735 Kw/(1470 W/m*k)(0.88)(49.33)
As = 105.54 metros cuadrados
At = π(0.019 m)(10 m)
At= 0.596 metros cuadrados
Numerotubos = As/ At = (105.54/0.596)
Numerotubos = 177.08 ≈ 178 tubos

Intercambiador Recomendado

El intercambiador que vamos a utilizar es Intercambiador de calor agua/aceite de coraza y tubos de la serie HW de la marca OESSE como el que se muestra en la figura.



esta es una pequena descripcion del intercambiador en ingles
Water-oil shell and tube heat exchangers, used for the cooling of industrial systems . Fully extractable shell and tube for better maintenance of the heat exchanger. Aluminium body, designed to allow maintenance without the need to disassemble the heat exchanger. Cast iron heads in the industrial version, bronze in the marine version. Fluid circulation exclusively in countercurrent.

Lo que quiere decir en español
Intercambiador de calor para agua-aceite de carcasa y tubo, usados para el enfriamiento de sistemas industriales. Carcasa y tubo completamente extraibles para mejor mantenimiento del intercambiador. cuerpo de aluminio diseñado para permitir el mantenimiento sin la necesidad de desensamblar el intercambiador. Cabezas de hierro en la version industrial, bronze en la version marina. Circulacion del fluido exclusivamente en contracorriente.

El intercambiador puede ser encontrado en la siguiente pagina

http://www.directindustry.es/scripts/IDPHeader.php?s=19832&URL=http%3A%2F%2Fwww.oesseonline.com%2Fen%2Fprodotti_hw.htm&IDVisite=&MotCle=&RefCat=&IDProduit=358465&IDProdSource=&SourceType=Produit

Diseño del intercambiador por medio del software