Intercambiador de calor

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LABORATORIO DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS II
Intercambiador de calor de coraza y tubos
RESUMEN
Se realizó la caracterización de un intercambiador de coraza y tubos que se encuentra en la planta piloto. Se observaron sus características el tipo de arreglo, los pasos, se analizaron las características descritas por el fabricante y se obtuvo el áreade transferencia que es de 1.82m2 tomando en cuanto el diámetro externo, mientras que el área reportada por el proveedor (TEMCO) es de 1.70m2. Por lo cual la variación se debe al utilizar el diámetro externo en el cálculo del área, ya que los datos de, número de tubos (28) y la longitud (126cm) son iguales tanto los reportados por el proveedor como los obtenidos experimentalmente.INTRODUCCIÓN
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 refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico, así como en el área de producción y manufactura de alimentos.
Los intercambiadores de calor seclasifican de la siguiente manera:

* Intercambiadores de contacto directo: son aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una mezcla física completa (Ibarz, 2005).
* Intercambiadores de contacto indirecto:
- Alternativos: ambos fluidos reconocen un mismo espacio de forma alternada, la mezcla entre los fluidos es despreciable.
- De superficie: son equipos en los que la transferenciade calor se realiza a través de una superficie, cilíndrica o plana, sin permitir el contacto directo (Ibarz, 2005).
Existen dos tipos de intercambiadores de contacto indirecto: los cambiadores de flujo paralelo (intercambio líquido - líquido) y los cambiadores de flujo cruzado (intercambio líquido - gas) (Ibarz, 2005).

En particulas para esta práctica nos interesan los intercambiadores decarcasa y tubos, los cuales consisten en un haz de tubos paralelos dentro de una carcasa o coraza. Uno de los fluidos pasa por la carcasa (por fuera de los tubos) y el otro dentro de los tubos.
Los cabezales extremos del intercambiador pueden estar construidos para que haya varias “pasadas” en el lado de los tubos (Ibarz, 2005).

También se pueden tener varias “pasadas “en el lado de la carcasainstalando en el interior de éste unos deflectores paralelos a los tubos. Estos deflectores se pueden colocar, así mismo, perpendiculares a los tubos dentro de cada pasada para dirigir contra estos al fluido del casco. La finalidad de que haya más de una pasada es controlar la velocidad del fluido en los tubos y la carcasa y poder aproximarse con más exactitud a la temperatura entre los dos fluidos(Ibarz, 2005).

Los equipos de carcasa y tubos son compactos y eficientes y sus altas velocidades mejoran la velocidad de transferencia del calor (Ibarz, 2005).

OBJETIVOS
Identificar, conocer y caracterizar el funcionamiento de un intercambiador de calor de coraza y tubos. Además de comparar el área de transferencia de calor reportada por el proveedor con la calculada experimentalmente, conlas características del intercambiador de calor.
DIAGRAMA DEL EQUIPO
Figura 1. Intercambiador de calor de coraza y tubos de 1:2 pasos y de 2:4 pasos

Figura 2. Intercambiador de calor con arreglo triangular.

(Caldereria.net, 2011)

MATERIALES Y MÉTODOS
Se analizó un intercambiador de calor de coraza y tubos con arreglo triangular, con un paso de vapor y dos pasos de agua (1:2).Primero se identificaron las características generales de flujos de vapor y agua del intercambiador de calor (Ver Figura 2). Enseguida se identificó la distribución de los tubos internos. Luego se contó el número de éstos. Posteriormente se midió el diámetro interno de uno de los tubos y el largo del intercambiador de calor. Se registró tanto el área como los datos a caracterizar reportados por el...