3. CÁLCULO INTERCAMBIADORES DE CALOR DE TUBOS CONCÉNTRICOS

3.4. Cálculo general intercambiadores de calor de tubos concéntricos

Todos los intercambiadores de calor de doble tubo siguen la misma metodología de cálculo, siendo diferente la configuración del flujo.

Se plantean las ecuaciones de balance térmico para cada fluido: q = W1 · Cp1 · (T1i -T10) q = W2 · Cp2 · (T20 - T2i) * Si alguno de los fluidos tiene un cambio de fase: q = W· ∆Hcambio de fase Donde (con unidades del Sistema Internacional (SI)):   q = calor que se transmite de un fluido a otro (J/s) W1 = caudal másico del fluido caliente (1) (Kg/s) W2 = caudal másico del fluido frío (2) (Kg/s) Cp1= capacidad calorífica del fluido caliente (1) (J/Kg·K) Cp2 = capacidad calorífica del fluido frío (2) (J/Kg·K) T1i= temperatura inicial del fluido caliente (1) (K) T10 = temperatura final del fluido caliente (1) (K) T 2i = temperatura inicial del fluido frío (2) (K) T20 = temperatura final del fluido frío (2) (K) ∆Hcambio fase= entalpia del fluido con cambio de fase (J/Kg)	(1) (2)   (3)
Después se plantea la ecuación general de paso de calor: q = U0·A0·∆Tlog (si va referenciada a la parte externa del tubo de dentro) q = Ui·Ai·∆Tlog (si va referenciada a la parte interna del tubo de dentro)	(4) (5)
El coeficiente global de transmisión de la calor referido al área externa del tubo interior, Uo, tiene la expresión:	(7)
Y el coeficiente referido al área interna:	(8)
Ri y Ro son las resistencias debidas a las incrustaciones que se producen en el interior y el exterior del tubo interior, que dificultan la transmisión de la calor:	(9)
∆Tlog es: En el siguiente gráfico se puede ver cuáles son los dos extremos (1 y 2) de temperaturas de la ecuación anterior:	(10)
Donde: Ao: Área externa del tubo interior (m2) Ai: Área interna del tubo interior (m2) hi: Coeficiente de convección interior, del fluido 1 (W/m2K) ho: Coeficiente de convección exterior, del fluido 2 (W/m2K) K: Conductividad térmica del material del tubo (W/m·K) K' : Conductividad térmica de la resistencia (W/m·K) L: Longitud del tubo (m) Ro: Resistencia exterior debida a las incrustaciones del fluido 2 (m2K/W) Ri: Resistencia interior debida a las incrustaciones del fluido 1 (m2K/W) x: Grosor de la resistencia (m)