Intercambiador De Calor

Los intercambiadores de calor

DEFINICIÓN

Bajo la denominación general de intercambiadores de calor, o simplemente cambiadores de calor, se engloba a todos aquellos dispositivos utilizados para transferir energía de un medio a otro, sin embargo, en lo que sigue se hará referencia única y exclusivamente a la transferencia de energía entre fluidos por conducción y convección, debido a que el intercambio térmico entre fluidos es uno de los procesos más frecuente e importante en la ingeniería.

“Un intercambiador de calor es un dispositivo que facilita la transferencia de calor de una corriente fluida a otra”

2.- TIPOS DE INTERCAMBIADORES

a) Intercambiador de contacto directo.

b) Intercambiador de contacto indirecto.

b.a) Regenrativos.

b.b) Recuperativos.

b.b.a ) Una sola corriente.

b.b.b) Dos corrientes en flujo paralelo.

b.b.c) Dos corrientes en contracorriente.

b.b.d) Dos corrientes en flujo cruzado.

b.b.e) Dos corrientes en contraflujo cruzado.

b.b.f) Dos corrientes a pasos múltiples

2.1.- a) Intercambiadores de contacto directo En los intercambiadores de contacto directo sin almacenamiento de calor las corrientes contactan una con otra íntimamente, cediendo la corriente más caliente directamente su calor a la corriente más fría. Este tipo de intercambiador se utiliza naturalmente cuando las dos fases en contacto son mutuamente insolubles y no reaccionan una con otra. Por consiguiente, no puede utilizarse con sistemas gas-gas.

Los intercambiadores de calor de contacto directo son de tres amplios tipos. En primer lugar, se tienen los intercambiadores gas-sólido. En la Fig. 2.1 se muestran diversas formas de los mismos.

Intercambiadores de contacto directo gas-líquido sin almacenamiento de calor.

A continuación se tiene los intercambiadores fluido-fluido, en los que los dos fluidos en contacto son mutuamente inmiscibles.

Intercambiadores de contacto directo fluido-fluido sin almacenamiento de calor.

Finalmente, no siempre es necesario que los dos fluidos en contacto sean mutuamente insolubles, intercambiadores donde uno de los fluidos circulantes se disuelve en el otro. En particular, en los sistemas aire-agua el intercambiador de contacto directo es de gran importancia ya que justo una de las fases (agua) se disuelve, o evapora, en la otra fase (aire). La torre de enfriamiento de agua, mostrada en la Fig. 2.3 es un ejemplo de este tipo, y de hecho representa el tipo más ampliamente utilizado de intercambiador de calor en la industria.

Intercambiador de calor de contacto directo fluido-fluido en los que una fase puede disolverse en otra.

El tratamiento adecuado de este tipo de intercambiador requiere la utilización de los métodos de transferencia simultáneamente de calor y materia, y va más allá del objetivo de este volumen.

2.2.- b.a) Regenerativos En los regenerativos una corriente caliente de un gas transfiere su calor a un cuerpo intermedio, normalmente un sólido, que posteriormente cede calor almacenado a una segunda corriente de un gas frío. Existe una serie de diferentes maneras de hacer esto.

Regeneradores de calor o intercambiadores con almacenamiento de calor: a) los sólidos que almacenan el calor están quietos; b) los sólidos que almacenan el calor circulan entre las corrientes paralelas caliente y fría.

El tubo de calor transporta calor muy eficazmente desde un lugar a otro, y puesto que la resistencia principal a la transmisión de calor está en los dos extremos del tubo, donde el calor se toma y cede, se utilizan normalmente tubos con aletas en estas zonas. El fluido del tubo que hierve en un extremo y condensa en el otro actúa transportando el calor con una circulación de ida y vuelta.

El tubo de calor transporta calor desde un sitio a otro, con frecuencia bastante apartado.

Conseguir un intercambio de calor en contracorriente de gases y líquidos no es problema, pero para dos

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