CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN Y ADMINISTRACIÓN DEL PLAN DE ESTUDIOS

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “RAFAEL MARÍA BARALT”

PROGRAMA: Ingeniería y Tecnología PROYECTO: Ingeniería de Gas

ASIGNATURA TRANSFERENCIA DE CALOR

PRELACIONES

CÓDIGO SEMESTRE FLUJO DE FLUIDOS

VI

CARGA ACADÉMICACRÉDITOS HS. TEÓR. HS. PR..AULA HS. PR. LAB HS.PR.TALL. HS.PR.PROFES. HS.TOTALES

4 3 2 5OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA Evaluar y diseñar equipos de transferencia de calor usados en la industria del gas natural tales como:

intercambiadores de calor, condensadores, evaporadores y rehervidores, previa caracterización de los diversos procesos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación con el fin de utilizarlos en la solución de problemas relacionados con el flujo de calor que afecta a los fluidos en las tuberías.

DESCRIPCIÓN SINÓPTICA DEL CONTENIDO BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

UNIDAD I: CONCEPTOS FUNDAMENTALES. ECUACIONES BÁSICAS DE INTERCAMBIO DE CALOR.

Diferencia de temperatura. Mecanismos de transferencia de calor. Transferencia de calor por conducción. Transferencia de calor por convección. Transferencia de calor por radiación. Coeficiente de película. Intercambiadores de calor. Doble tubo y tubo carcaza y sus combinaciones. Arreglos óptimos y sus accesorios.

UNIDAD II: TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN

Ley básica de la transferencia de calor por conducción. Conducción en una sola dimensión. Ley de Fourier. Ejemplos. Geometría plana y cilíndrica. Generación interna de calor. Flujo de calor a través de paredes compuestas. Conducción uniforme de calor en dos dimensiones. Ejemplos. Flujos de calor a través de la pared de un tubo. Flujo de calor a través de cilindros compuestos. Resistencias en serie. Balance de energía y condiciones límites. Análisis del parámetro de protuberancia (masa) (lumpled) para conducción uniforme de calor. Pérdida de calor en una tubería. Espesor óptimo de un aislante. Análisis dimensional.

UNIDAD III: TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN

Ley básica para la transferencia de calor por convección. Coeficiente de película. Convección forzada en flujo laminar, transición y turbulento. Convección libre o natural. Relaciones empíricas utilizables en la convección forzada y en la convección libre y natural. Cálculo de la media logarítmica de la diferencia de temperatura (MLDT). Correlación de datos experimentales: correlación de Scider y Tate.

LUDWIG, Ernest. (1964). Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants. Gulf Publishing Co.

KREITH, Frank. (1978). Principles of Heat Transfer. Intext Educational Publishers.

CHAPMAN, Alan. (1968) Transmisión de Calor. Ediciones Interciencia.

MILLS, Anthony. (1999). Basic Heat and Mass Transfer. Prentice Hall

BEJAN, Adrian. (1994). Convection Heat Transfer. Wiley and Sons.

MORROW William and CRAWFORD Michael. (1993). Convective Heat and Mass Transfer. Mc Graw Hill.

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Fuentes: CIED (1997): Campbell(1994)/ Resumen: Mgter. Liria R de Castagnetti/ mayo98-V1. Revisado por: Ings.: Ingrid Villalobos (IUTC); José Luis Mendoza, Todor Marta y Eduardo Valero (PDVSA) marzo99/. Ajustes: Ing. Hugo Molero (LUZ) abril99-mayo2001

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CAPÍTULO IV: DESCRIPCIÓN Y ADMINISTRACIÓN DEL PLAN DE ESTUDIOS

Transferencia de Calor... continuación......

DESCRIPCIÓN SINÓPTICA DEL CONTENIDO BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

UNIDAD IV: TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN

Radiación térmica. Radiación del cuerpo negro. Propiedades de la radiación. Factor de forma. Radiación con superficies negras y con superficies grises. Propiedades de la radiación de los gases. Radiación combinada con convección y conducción. Radiación solar.

UNIDAD V: TRANSFERENCIA DE CALOR EN LA CONDENSACIÓN

Condensación en forma de película: derretimiento y solidificación. Condensación en forma de gota. Condensación en superficie. Condensación en película sobre paredes planas y tuberías verticales. Condensación en película sobre el exterior de cilindros horizontales.

UNIDAD VI: ANÁLISIS Y DISEÑO DE EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR USADOS EN LA INDUSTRIA DEL GAS NATURAL.

Intercambiadores de calor. Condensadores. Evaporadores. Rehervidores. Clasificación de los intercambiadores y sus aplicaciones. Intercambiadores de calor de doble tubo-flujo en contracorriente. Coeficientes de película para fluidos en tubos y tuberías. Diámetro equivalente para fluidos que fluyen en un ángulo. Coeficiente de película para fluido en ángulo. Factores de obstrucción. Diseño de intercambiadores de calor. Criterios de diseño. Computación aplicada al diseño de intercambiadores de calor. Diseño de un intercambiador de doble tubo. Uso de programas para la evaluación y diseño de diversos tipos de intercambiadores de calor (HEXTRAN, HTRI). Intercambiador con corrección por viscosidad. Transferencia de calor irradiada: radiación entre dos cuerpos.

UNIDAD VII: INTECAMBIADORES DE TUBO Y CARCAZA

Tubos para intercambiadores de calor; arreglo óptimo. Intercambiadores con cabezal de tubos estacionarios. Carcasas y deflectores. Cálculo de intercambiadores de tubo y carcasa. Intercambiadores de calor con superficies extendidas. Evaluación y determinación del comportamiento de intercambiadores existentes.

INCROPERA Frank and DEWITT David. (1996). Fundamentals of Heat and Mass Transfer. Wiley and SonsMILLS, Anthony. (1999). Heat Transfer. Prentice Hall.

STEPHAN, Karl. (1998). Heat and Mass Transfer. Springer Verlag.

HARTNETT, James. (1999). Advances in Heat Transfers. Academic Pr.

KIRK, Hagen (1999) Heat Transfer with Applications. Prentice-Hall

ARPACI, Vedat; Ahmed SELAMET and Shu-Hsin KAO (2000) Introduction to Heat Transfer. Prentice-Hall

Fuentes: CIED (1997): Campbell(1994)/ Resumen: Mgter. Liria R de Castagnetti/ mayo98-V1. Revisado por: Ings.: Ingrid Villalobos (IUTC); José Luis Mendoza, Todor Marta y Eduardo Valero (PDVSA) marzo99/. Ajustes: Ing. Hugo Molero (LUZ) abril99-mayo2001

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