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4 Funcionamiento de los intercambiadores de calor
Como hemos visto hasta ahora, la función general de un intercambiador de calor es transferir calor de un fluido a otro.
Los componentes básicos de los intercambiadores se puede ver como un tubo por donde un flujo de fluido está pasando
mientras que otro fluido fluye alrededor de dicho tubo. Existen por tanto tres intercambios de calor quenecesitan ser
descritos:
1 Transferencia de calor convectiva del fluido hacia la pared interna del tubo
8
2 Transferencia de calor conductiva a través de la pared del tubo
3 Transferencia de calor convectiva desde la pared externa del tubo hacia el fluido exterior.
Para desarrollar la metodología para el análisis y diseño de un intercambiador de calor, atendemos primero el
problema de latransferencia de calor del fluido interno en el tubo hacia el fluido externo en la carcaza.

4.2 Métodos de análisis de intercambiadores de calor
4.2.1 Método por factor de corrección en la diferencia de temperatura media logarítmica (LMTD)
Como se menciono la diferencia de temperatura media logarítmica no se puede aplicar a intercambiadores de calor de
múltiple paso y de flujo cruzado. El parámetrode temperatura θm que aparece en las ecuaciones (2) y (3) es la real o
diferencia de temperatura media efectiva y está relacionada a la diferencia de temperatura media logarítmica escrita
anteriormente en la ecuación (30):
definida como una razón de capacidad térmica.
La diferencia de temperatura media efectiva en un intercambiador de múltiple pasos o de flujo cruzado, θm, estará
relacionadaa diferencia de temperatura media logarítmica mediante
θm = F (LMT Dc)
donde el factor de corrección está dado por
F =
θm
LM T Dc
(37)
es una función de P , R y del arreglo del flujo de fluido.
La obtención del factor de corrección de la diferencia de temperatura media logarítmica comenzó en los inicios de
la década de los años 1930 [[1], [2], [4] y [3]]. Los factores de corrección estándisponibles en cartas como las que se
muestran en las figuras () y ().

4.2.2 Método − Ntu
El parámetro P en el método del factor de corrección de la diferencia de temperatura media logarítmica requiere de
tres temperaturas para su cálculo. La temperatura de entrada tanto del flujo caliente como del flujo frío se obtiene
comúnmente, pero cuando la de salida del lado frío no se conoce, serequiere de un método de ensayo y error para
determinar P . Dicho método de ensayo y error se puede evitar en el método − Ntu lo que ha permitido a este
último método ganar popularidad gracias a su aplicación en diseño asistido por computadora.
Kays y London en 1984 [[6]] mostraron que las ecuaciones que describen un intercambiador de calor se pueden
escribir de manera adimensional queresultan en tres grupos adimensionales.
1.- Relación de la razón de capacidad
C∗ =
Cmin
Cmax
, (0 ≤ C∗ ≤ 1) (38)
Debe quedar claro que esta relación difiere de la relación R (ecuación 36, razón de capacidad térmica).usada en la
determinación del factor de corrección de la diferencia de temperatura media logarítmica. En la ecuación (38) razón
de capacidad C∗ es siempre menor que la unidad.
2.-Efectividad del intercambiador de calor
=
q
qmax
, , (0 ≤ ≤ 1) (39)
que es la razón de la transferencia de calor real a la máxima transferencia de calor que puede ser posible si se tratara
de un intercambiador de contraflujo.

4.3 Pérdidas de presión en el intercambiador
Las relaciones presentadas hasta ahora se refieren a los principios de transferencia de calor de los intercambiadoresde
calor El análisis de energía se completa al tomar en cuenta la potencia de bombeo necesaria para forzar el flujo de
fluido a través de la estructura de intercambiador. Este tipo de análisis excede la cobertura del curso en transferencia
de calor y se incluye en el estudio de la mecánica de fluidos por lo que no es tratado en esta ocasión.

6 Aplicaciones de los intercambiadores de calor...
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