Ing. Quimica

Funcionamiento del intercambiador de calor
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos medios, que estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de calefacción, refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico.
Un intercambiador típico es el radiador delmotor de un automóvil, en el que el fluido caloportador, calentado por la acción del motor, se enfría por la corriente de aire que fluye sobre él y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a circular en el interior del mismo.
 El funcionamiento de los intercambiadores de calor se basa en la transferencia de energía en forma de calor de un medio (aire, gas o líquido) a otro medio. Elmecanismo de funcionamiento de los intercambiadores de calor, que logran una separación total entre los dos fluidos sin que se produzca ningún almacenamiento intermedio de calor, se conoce como recuperador. Recair desarrolla y fabrica recuperadores para transferencia de calor aire-aire.
 
Funcionamiento de los intercambiadores de calor con un rendimiento lo más alto posible
Para que elfuncionamiento de los intercambiadores de calor logre una transferencia de calor lo más grande posible, la partición interior del intercambiador se ha diseñado de forma que la distancia - que debe recorrer la corriente de calor - sea lo más pequeña posible. Para ello, también se tiene en cuenta la caída de presión permitida del interior del intercambiador.

Las dos corrientes de aire se mueven (en sentidocontrario) de forma paralela, a lo largo de una partición interior, en principio, de longitud interminable. De este modo la corriente de aire fría puede calentarse hasta alcanzar la temperatura de la corriente de aire caliente que sale y viceversa: la corriente de aire caliente se puede enfriar hasta alcanzar la temperatura de la corriente de aire fría que sale.
Para lograr una distribuciónuniforme de las corrientes de aire en el interior del intercambiador, en la pared existen canales triangulares, de diámetro reducido e igual resistencia. Gracias a ello, la corriente de aire se mantiene exactamente igual en todos los canales. Cada canal triangular está rodeado de tres canales de la misma forma, por los que circula una corriente en sentido contrario. De este modo se logra en el interiordel intercambiador una efectividad extraordinariamente alta, del 93%. Debido a que apenas existe diferencia perceptible entre la temperatura del aire que entra y la del aire que sale, se crea un ambiente excepcionalmente agradable en casa o en el lugar de trabajo.
7.3.1.- Balance de energía.
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Conducción: Transferencia de calor a través de un materialestacionario, tal como un solido o un fluido en reposo o régimen laminar.
Convección: Transferencia de calor entre partes relativamente calientes y frías de un fluido por medio de una mezcla.
Radiación: Transferencia de calor debido a la energía emitida por todos los cuerpos en forma de onda electromagnética, viajando a la velocidad de la luz y propagándose aun en el vacío.
ECUACIÓN PRIMERA LEY DE LATERMODINAMICA
∆E = Q – W; donde ∆E = ∆U + ∆Ec + ∆Ep
Para los Intercambiadores de Calor la Ecuación sufre los siguientes fenómenos:
W = 0 (Proceso de Derrame)
Q ≠ 0 (Proceso No Adiabático)
∆Ec ≈ 0
∆Ep ≈ 0
Dando lugar a que la Ecuación se reformule de la siguiente manera:
Q = ∆U

La ecuación del balance de energía para un intercambiador de calor es :
APORTE DE CALOR AL FLUIDO FRÍO –APORTE DE CALOR AL FLUIDO CALIENTE + PERDIDAS DE CALOR = 0
Los problemas del balance de energía pueden ser:
1.- Se conocen los caudales de las dos corrientes, (Q1 yQ2), el calor transferido (q) y las temperaturas de entrada y salida de ambas corrientes (T1, T2, t1, t2), en este caso solo se com-
prueban los calores específicos y latentes de ambas corrientes y el calor transferido por ambas....