Diseño
Exterior de tubos horizontales Para un tubo horizontal único, se aplica la ecuación de Nusselt (1916), que fue obtenida analíticamente. En su derivación se suponía régimen laminar, y se despreciaban la
aceleración del condensado en la película y la convección en esta. El coeficiente medio de intercambio para todo el tubo, definido por h = q/(Ts - Tp), en que Ts es la temperatura de saturación, está dado por: ρ l ( ρ l − ρ g ) ghlg h = 0,725 µD(Ts − T p )
0 , 25
En que las propiedades físicas corresponden a las del líquido, excepto ρg, densidad del vapor. hlg es el calor latente de evaporación o condensación. g es la aceleración de gravedad. Puede observarse que h es proporcional a ∆T-0,25, con lo cual q α ∆T0,75. Los resultados de medidas experimentales atestiguan la validez de esta ecuación, obteniéndose diferencias no mayores que ± 15% entre las predicciones de ésta y los experimentos. Una forma alternativa de la ecuación anterior es
1/ 3
µl 2 h kl ρ l ( ρ l− ρ g ) g
= 1,51[4Γ / µ l ]
−1 / 3
En que Γ es la masa de condensado producido por unidad de largo del tubo (Kg/ m s). El factor 4Γ/µl es el número de Reynolds del condensado. Esta forma alternativa permite determinar h para una tasa de condensación especificada. El coeficiente medio hN para N tubos arreglados en una columna