Diseño termohidráulico de un intercambiador de calor doble tubo sin aletas y aletas para refrigeración de zumo de tomate. Parte 1 - Intercambiador de calor sin aletas
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Resumen
El intercambiador de calor de doble tubo (DPHE) se utiliza comúnmente en la industria alimentaria debido a su simplicidad en el diseño mecánico, el mantenimiento mínimo, la facilidad de limpieza y también la posibilidad de funcionar a altas temperaturas y presiones. El objetivo de este artículo es diseñar un DPHE sin aletas desde el punto de vista termohidráulico, para determinar su viabilidad para enfriar un chorro de jugo de tomate caliente utilizando agua fría como refrigerante. Los principales parámetros de diseño calculados fueron el número total de horquillas (32), el factor de limpieza (0,708), el porcentaje sobre la superficie (41,29%) y la caída de presión por fricción y la potencia de bombeo para ambos fluidos. Asimismo, se requerirá un caudal másico de agua de refrigeración de 6,50 kg/s, con una carga térmica de 951,77 kW. El DPHE diseñado no puede aplicarse con éxito al servicio de transferencia de calor solicitado debido a los altos valores obtenidos para el número total de horquillas, el porcentaje sobre la superficie y la caída de presión por fricción (16,56 atm) para el fluido anular (agua fría), que es bastante superior al valor máximo permitido establecido por el proceso (0,296 atm) para este flujo, aumentando así también la potencia de bombeo de este fluido hasta un valor significativo (13,67 kW). El DPHE sin aletas diseñado costará alrededor de 165.500 USD USD según enero de 2026.
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