Tutorial de Ejemplo 6.1 Intercambiador de doble tubo en excel

Angel De Jesús Méndez Vázquez Procesos de separación II Parcial 1 Equipo #1Luisa Fernanda Solís de Jesús Intercambiadores de calor de doble tubo.Ejemplo 6.1 Intercambiador de doble tubo para benceno – tolueno.

Paso 1. Procedemos a abrir nuestro software de Excel para copiar el enunciado del ejercicio.

Paso 2.- Procedemos a leer el enunciado, para poder escribir la información en ell software, en forma de datos:

Paso 3.- Se procede a calcular, las temperaturas promedio para las dos sustancias, esto se hace de la siguiente manera:

Seleccionamos la celda, nos vamos a la opción de promedio.

Se seleccionan las celdas donde se encuentren los datos a promediar.

Presionamos ENTER y obtenemos los valores del promedio.

Se realiza lo mismo para el otro fluido.

Presionamos nuevamente ENTER y obtenemos el otro valor de temperatura promedio

Angel De Jesús Méndez Vázquez Procesos de separación II Parcial 1 Equipo #1Luisa Fernanda Solís de Jesús Intercambiadores de calor de doble tubo.

Paso 4.- Con Ayuda de la Figura 2 del libro de TRANSFERENCIA DE CALOR, Donald Kern, procedemos a leer el calor específico del Benceno y del Tolueno.

Para las dos sustancias se ocupa en circulito No. 23 donde debe pasar la línea.

Para el Benceno. Para el tolueno

Paso 5.- Procedemos a calcular la cantidad de calor transferida del Benceno.

Temperatura en °F

Calor especifico en Btu/lb*h

Línea azul- Benceno

Línea morada- Tolueno


Paso 6.- Con el calor calculado en el paso anterior, procedemos a calcular la masa del Tolueno, ya que el calor es constante.

Paso 7.- Procedemos a calcular la MLDT, pero primero organizamos los datos en forma de tabla.

Paso 8.- Procedemos a calcular las temperaturas calóricas, pero en este caso como los dos fluidos son poco viscosos, se considera que la temperatura calórica y la temperatura promedio son iguales. A si que

Tprom = Tc.

Paso 9.- Con ayuda de la TABLA 11 “Dimensiones de tubería de acero IPS”, procedemos a buscar los diámetros para las tuberías.

Teniendo que las horquillas son de 2 por 1 ¼ pulgada IPS.

Dt2 = 160 – 120Dt1 = 100 – 80Dt2 – Dt1 = 40 - 20


Para pasar de pulgadas a pies se divide entre 12. Ya que 1 ft = 12 in.

Paso 10.- Procedemos a calcular las áreas:

Lado del Anulo: área anular.

Lado del Tubo: área transversal interna del tubo.

Paso 11.- Se calcula el Diámetro equivalente para el lado del Anulo

Paso 12.- Calculamos los gastos másicos para los dos lados.

Lado del anulo.


Lado del tubo.

Paso 13.- Con ayuda de la Figura 14 “Viscosidades de líquidos” obtendremos las viscosidades del Tolueno y Benceno.

* Para tolueno

* Para Benceno

*Para pasar de cp a lb/ (ft * h) se debe multiplicar por 2.42 que es un factor de conversión.

Paso 14.- Procedemos a calcular el número de Reynolds en ambos lados.

Línea morada TOLUENO, obtuvimos 0.41 cp a 130 °F

Línea azul BENCENO, obtuvimos 0.5 a 100 °F


Lado del anulo.

Lado del tubo.

Paso 15.- Procedemos a calcular un factor de corrección llamado jH con ayuda de la Figura 24.H

Línea morada Tolueno. JH = 170.

Línea azul Benceno. JH = 240.

Angel De Jesús Méndez Vázquez Procesos de separación II Parcial 1 Equipo #1Luisa Fernanda Solís de Jesús Intercambiadores de calor de doble tubo.Paso 16.- Procedemos a calcular las conductividades térmicas. Con ayuda de la TABLA 4 “Conductividades térmicas para líquidos”. Estas las calcularemos con ayuda de interpolación.

Para el Tolueno.

Para el Benceno.

Paso 17.- Procedemos a calcular los coeficientes convectivos del lado del anulo y del lado del tubo.

Lado del Anulo.

Lado del Tubo.

Angel De Jesús Méndez Vázquez Procesos de separación II Parcial 1 Equipo #1Luisa Fernanda Solís de Jesús Intercambiadores de calor de doble tubo.*NOTA: Como son fluidos poco viscosos la relación de viscosidades, es prácticamente 1.

Paso 18.- El coeficiente convectivo del lado del tubo se debe de corregir de la siguiente manera.

Paso 19.- Se procede a calcular el coeficiente de calor limpio.

Paso 20.- Teniendo como dato el factor de ensuciamiento, podemos calcular el Coeficiente de transferencia de calor sucio.

Paso 21.- Calculamos el área de transferencia de calor, despejando de la formula general de calor.

Paso 22.- Utilizando nuevamente la TABLA 11 Buscaremos el valor de superficie por pie lineal, se utiliza el exterior-


Paso 23.- Se calcula la longitud requerida para el área de transferencia de calor. Dividiendo el área de transferencia de calor total / la superficie por ft de longitud para el diámetro del tubo interno.

Paso 24.- Se procede a calcular el número de horquillas, teniendo como dato la longitud de las horquillas que es de 20 ft.

Paso 25.- Procesemos a calcular la longitud real, con el Numero de horquillas real.

Paso 26.- Se calcula nuevamente el área real de transferencia de calor.

Paso 27.- Calculamos el coeficiente de transferencia de calor sucio despejando de la formula general.

Se divide la longitud requerida / la longitud de las horquillas y se redondea hacia el entere mayor.

Lr = Nreal *Lhorquilla * 2

Lr =B144*B142*2

Ar = Lr * A


Paso 28.- Calculamos el factor de ensuciamiento real despejando de la siguiente ecuación.

Paso 29.- Procedemos a calcular la caída de presión primero del lado del anulo.

Para eso debemos calcular el diámetro equivalente.

Paso 30.- Calculamos el Número de Reynolds pero ahora con el nuevo diámetro, pero el gasto y la viscosidad permanecen constantes.

Paso 31.- Procedemos a calcular el factor de fricción.

Paso 32.- Procedemos a calcular la densidad del Tolueno.

𝑈𝐷=𝑄/(𝐴𝑟∗𝐷𝑇)


Paso 33.- Se calculan las perdidas por fricción del lado del anulo.

Paso 34.- Procedemos a calcular las perdidas por fricción en la entrada y salida de la tubería.

Paso 35.- Calculamos las perdidas por fricción en la entrada y salida de la tubería.

Paso 36.- Caída de presión del lado del Anulo.

Angel De Jesús Méndez Vázquez Procesos de separación II Parcial 1 Equipo #1Luisa Fernanda Solís de Jesús Intercambiadores de calor de doble tubo.Paso 37.- Caída de presión del lado de los tubos, primero procedemos a calcular las perdidas por fricción del lado del tubo.

Paso 38.- Se calcula la densidad del Benceno, multiplicando la gravedad especifica del tolueno por la densidad del agua a 25°C.

Paso 39.- Calculamos la perdidas por caídas de presión.

Paso 40.- Por último se calcula la caída de presión en el lado del tubo.

Dpp = (Den * DFp) / 144

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