Escuela Politcnica NacionalDinmica de Sistemas Nombre: William A. Carrera V.Objetivos: Simular el comportamiento de un intercambiador de calor de tubos concntricos. Buscar la opcin utilizando el mismo programa simular tanto un intercambiador de flujo cruzado y de paralelo.MARCO TERICOIntercambiador de CalorUn intercambiador de calor es un aparato que facilita el intercambio de calor entre dos fluidos que se encuentran a temperaturas diferentes evitando que se mezclen entre s. Tubo doble.- Es el tipo ms sencillo de intercambiador de calor. Est constituido por dos tubos concntricos de dimetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el tubo de menor dimetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos. En este tipo de intercambiador son posibles dos configuraciones en cuanto a la direccin del flujo de los fluidos: contraflujo y flujo paralelo. En la configuracin en flujo paralelo los dos fluidos entran por el mismo entremo y fluyen en el mismo sentido. En la configuracin en contraflujo los fluidos entran por los extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos.En un intercambiador de calor en flujo paralelo la temperatura de salida del fluido frio nunca puede ser superior a la temperatura de salida del fluido caliente.En un intercambiador de calor en contraflujo la temperatura de salida del fluido frio puede ser superior a la temperatura de salida del fluido caliente. El caso lmite se tiene cuando la temperatura de salida del fluido frio es igual a la temperatura de entrada del fluido caliente. La temperatura de salida del fluido frio nunca puede ser superior a la temperatura de entrada del fluido caliente.En la figura siguiente se muestran esquemas de las dos configuraciones as como la evolucin de la temperatura de los fluidos en cada una de ellas:

Flujo paraleloDiagrama Vensim

Programa:(01)Ac=3.1416*Di^2/4Units: Metro*Metro(02)AF=3.1416*(Do^2-Di^2)/4Units: Metro*Metro(03)Cc=CPC*McUnits: KJ/(Second*K)(04)CF=CPF*MFUnits: KJ/(Second*K)(05)CPC=2.5Units: KJ/(Second*K)(06)CPF=4.18Units: KJ/(K*Kg)(07)De=Do-DiUnits: Metro(08)Di=0.2Units: Metro(09)Do=0.35Units: Metro(10)DPC= INTEG (VPC,0)Units: N/(Metro*Metro)(11)DPF= INTEG (VPF,0)Units: N/(Metro*Metro)(12)fc=0.02Units: Dmnl(13)Ff=0.017Units: Dmnl(14)FINAL TIME = 51Units: SecondThe final time for the simulation.

(15)gc=1Units: Kg*Metro/(N*Second*Second)(16)INITIAL TIME = 0Units: SecondThe initial time for the simulation.

(17)L= INTEG (VTL,0)Units: Metro(18)Mc=4.8Units: Kg/Second(19)MF=3Units: Kg/Second(20)N=1Units: Dmnl(21)Pot BC=DPC*Mc/rocUnits: Watt(22)pot BF=DPF*MF/roFUnits: Watt(23)Q= INTEG (VQT,0)Units: KW(24)roc=1000Units: Kg/(Metro*Metro*Metro)(25)roF=850Units: Kg/(Metro*Metro*Metro)(26)SAVEPER = 1Units: Second [0,?]The frequency with which output is stored.

(27)TC= INTEG (VTC,446)Units: K(28)TF= INTEG (VTF,303)Units: K(29)TIME STEP = 1Units: Second [0,?]The time step for the simulation.

(30)U=0.5Units: KW/(Metro*Metro*K)(31)Vc=Mc/(roc*Ac)Units: Metro/Second(32)VF=MF/(roF*AF)Units: Metro/Second(33)VPC=fc*Vv*((roc*Vc^2)/(2*gc*Di))Units: N/(Metro*Metro*Second)(34)VPF=(Ff*roF*VF^2*Vv)/(2*gc*De)Units: N/(Metro*Metro*Second)(35)VQT=U*(TC-TF)*3.1416*Di*N*VvUnits: KW/Second(36)VTC=(U*(TC-TF)*3.1416*N*Di*Vv)/(-Cc)Units: K/Second(37)VTF=(U*(TC-TF)*3.1416*N*Di*Vv)/CFUnits: K/Second(38)VTL=VvUnits: Metro/Second(39)Vv=IF THEN ELSE(L