Coeficientes globales de transferencia de calor
Coeficientes globales de transferencia de calor típicos para intercambiadores, muros y sistemas aislados.
Descripción general
Los coeficientes de transferencia de calor global (U) representan la conductancia térmica total de un fluido a otro a través de la pared de un intercambiador de calor. Estos coeficientes combinan los efectos de la conducción a través de la pared y la convección en ambos lados. Los valores dependen en gran medida de los tipos de fluido, velocidades, regímenes de flujo y condiciones de la superficie. Los coeficientes a continuación proporcionan estimaciones típicas de ingeniería para cálculos de diseño iniciales.
Tabla de datos
La siguiente tabla de 9 filas es un resumen seleccionado para una consulta rápida. La tabla original completa de 15 filas se conserva en la tabla de fuente restaurada a continuación.
Application | U (Coeficiente Global) (W/(m²·K)) |
|---|---|
| Agua a Agua | 800 |
| Agua a Aceite | 350 |
| Agua a Solución de Glicol | 500 |
| Vapor a Agua | 1500 |
| Vapor a Aceite | 300 |
| Aire a Aire (Tubo Aleteado) | 30 |
| Aire a Agua (Tubo Aleteado) | 40 |
| Gas a Gas | 25 |
| Vapor Condensante a Líquido | 1000 |
Fuente: engineeringtoolbox.com
Tablas de Fuente Original Restauradas
Las siguientes tablas se restauran de la página de fuente original para preservar los datos de referencia completos.
La primera tabla de fuente detectada con filas de navegación/búsqueda es un artefacto de diseño de página y no son datos de coeficiente de transferencia de calor. La tabla de ingeniería de la fuente se conserva a continuación.
La fuente original enfatiza que el coeficiente de transferencia de calor global es aproximado y puede variar ampliamente con la velocidad del fluido, la condición de la superficie, el ensuciamiento y la geometría del intercambiador.
Ejemplo - Intercambiador de Calor de Agua a Aire
El ejemplo de la fuente utiliza una superficie de transferencia de calor de cobre entre agua y aire o gas. De la tabla restaurada, el coeficiente de transferencia de calor global es U = 13.1 W/(m2 K). Para agua a 80 degC y aire a 20 degC, el flujo de calor es:
Coeficientes de Transferencia de Calor en Intercambiadores de Calor
Fluid | Material en superficie de transmisión | Fluid | U (Btu/(ft2 hr oF)) | U (W/(m2 K)) |
|---|---|---|---|---|
| Water | Hierro Fundido | Aire o Gas | 1.4 | 7.9 |
| Water | Acero Dulce | Aire o Gas | 2 | 11.3 |
| Water | Copper | Aire o Gas | 2.3 | 13.1 |
| Water | Hierro Fundido | Water | 40 - 50 | 230 - 280 |
| Water | Acero Dulce | Water | 60 - 70 | 340 - 400 |
| Water | Copper | Water | 60 - 80 | 340 - 455 |
| Air | Hierro Fundido | Air | 1 | 5.7 |
| Air | Acero Dulce | Air | 1.4 | 7.9 |
| Steam | Hierro Fundido | Air | 2 | 11.3 |
| Steam | Acero Dulce | Air | 2.5 | 14.2 |
| Steam | Copper | Air | 3 | 17 |
| Steam | Hierro Fundido | Water | 160 | 910 |
| Steam | Acero Dulce | Water | 185 | 1050 |
| Steam | Copper | Water | 205 | 1160 |
| Steam | Acero Inoxidable | Water | 120 | 680 |
Fuente: engineeringtoolbox.com
Calculadora de Tasa de Transferencia de Calor
Transferencia de Calor a partir del Valor U Global
Convertidor de Unidades
Convertidor de Unidades del Coeficiente Global de Transferencia de Calor
La conversión exacta de la fuente es: 1 Btu/ft2 hr degF = 5.678 W/m2 K = 4.882 kcal/h m2 degC.
Notas de Ingeniería
- Valores Aproximados: Los valores
Ulistados son estimaciones estándar para superficies limpias y condiciones de operación normales. El ensuciamiento, la incrustación o propiedades de fluidos inusuales pueden reducir significativamente el rendimiento real. - Superficies Aleteadas: Los coeficientes del lado del aire son bajos, por lo que se usan tubos aleteados para aumentar el área superficial y mejorar el valor
Uglobal para intercambios gas-líquido. - Alto
Upara Condensación: La condensación de vapor y los intercambios líquido-líquido (por ejemplo, agua-agua) típicamente tienen coeficientes muy altos debido a los altos coeficientes de transferencia de calor asociados con el cambio de fase y altas velocidades de fluido. - Margen de Diseño: Para aplicaciones críticas, se requiere un análisis detallado que considere propiedades específicas del fluido, velocidades y geometrías. Estos valores típicos son adecuados para dimensionamiento preliminar o estudios de factibilidad.
- Impacto del Material: La conductividad térmica del material de la pared también contribuye, pero su efecto a menudo es menor en comparación con las resistencias convectivas en ambos lados.