Félix Ignacio Pérez Cicala

Habiendo obtenido el coe ciente global de transferencia de calor, se resuelve la ecuación (3.4), utilizando como área de intercambio la de nida en la ecuación (3.6) con número de pasos igual a 2.

3.4. Cálculo de calentadores cerrados a carga parcial

En operación a carga parcial, el problema consiste en, dado un calentador con las dimensiones ya calculadas, obtener las temperaturas de salida de los dos uidos. Durante el proceso de cálculo, se comenzará por el calentador de más baja presión del tren de calentadores (FWH inmediatamente aguas abajo de la bomba de condensado), puesto que es el único calentador para el cual se conocen las temperaturas de entrada de los dos uidos a priori.

Para resolver un intercambiador de calor ya dimensionado, se debe encontrar una solución al sistema de ecuaciones (3.25) para cada una de las secciones del calentador (desuperheater, condensador y subcooler). Para cualquier sección del calentador, el sistema depende únicamente de las temperaturas de entrada y salida de los uidos.

El proceso de resolución comienza resolviendo el sistema de ecuaciones (3.25) para el subcooler del calentador. Esto es posible ya que se conoce la temperatura de entrada de los dos uidos (la temperatura de entrada del vapor es la de saturación, de acuerdo a la Figura 3.4) Por lo tanto, las variables del sistema son las temperaturas de salida.

(

Donde:

QUA es el calor transferido, de nido según la ecuación (3.4).

Qh es el calor cedido por el uido caliente, calculado como el producto del ujo másico y la diferencia de entalpías.

Qc es el calor absorbido por el uido frío, calculado como el producto del ujo másico y la diferencia de entalpías.

Th;out es la temperatura de salida del uido caliente. Tc;out es la temperatura de salida del uido frío.

Para resolver este sistema de ecuaciones, se debe utilizar una función de optimización (en el programa desarrollado, la función lsqnonlin disponible en el paquete de herramientas de optimización de Matlab). La función lsqnonlin busca el mínimo valor de la suma de los cuadrados de la función que se desea resolver, es decir, busca el valor que de las variables que hace que el valor de la función sea 0 o lo más cercano a cero que sea posible. La función que minimiza lsqnonlin es la ecuación (3.26). Las variables serán las temperaturas de salida de los dos uidos.

El proceso de cálculo del valor de la función f(Th;out; Tc;out) es:

Félix Ignacio Pérez Cicala

Calcular el valor del coe ciente global de transferencia de calor, de acuerdo a las secciones 3.3.5, 3.3.4 y 3.3.3 según se esté resolviendo el subcooler, el condensador o el desuperheater respectivamente.

Obtener el valor de QUA, utilizando el área de intercambio obtenida durante el dimensionado.

Obtener el valor de Qh y Qc.

Calcular el valor nal mediante la ecuación (3.26), que será un vector de dos posiciones.

Si la función lsqnonlin encuentra una solución tal que el valor de la función de la ecuación (3.26) es cero, se habrán hallado las temperaturas de salida de la sección. Una vez se ha encontrado la solución del subcooler, se resuelven sucesivamente el condensador y el desuperheater. Cuando se soluciona el desuperheater, se ha completado el proceso de resolución del calentador, puesto que se dispone de las temperaturas de entrada y salida de los uidos al calentador.