Intercambiadores de calor

INTERCAMBIADORES DE CALOR

INTRODUCCIÓN
En la industria existen diversos procesos donde grandes cantidades de calor son generados, dando la necesidad de intervenir para poder rehusarlo siendo transferido de un lugar a otro o de un fluido a otro.
Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo deseado, transfiriendo calor a otro fluido queestá frío y necesita ser calentado. La transferencia de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa varios fluidos. Las razones por las que se utilizan los intercambiadores de calor son las siguientes:
* Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.
* Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura.
* Llevaral punto de ebullición a un fluido mediante uno con mayor temperatura.
* Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.
* Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor temperatura.
PARTES DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR
Los intercambiadores de casco y tubo de TEMA tienen la que siguiente descripción.
1. Cabezalestacionario, canal.
2. Cabezal estacionario, casquete.
3. Pestaña de cabezal estacionario, canal o casquete.
4. Cubierta de canal.
5. Lobera de cabezal estacionario.
6. Lámina estacionario de tubo.
7. Tubos
8. Casco.
9. Cubierta de casco.
10. Brida del casco, extremo del cabezal estacionario.
11. Brida del casco, extremo del cabezal posterior.
12. Toberadel casco.
13. Brida de la cubierta del casco.
14. Junta de expansión.
15. Lámina de cierre tubular del flotador.
16. Cubierta del cabezal flotador.
17. Brida del cabezal flotador.
18. Dispositivo de apoyo del cabezal flotador.
19. Anillo de cizalla dividida.
20. Brida de apoyo dividida.
21. Cubierta del cabezal flotador, exterior.
22. Faldón de lámina decierre tubular del flotador.
23. Brida del prensaestopas.
24. Empaque.
25. Anillo seguidor de empaque.
26. Anillo de cierre hidráulico.
27. Bielas y espaciadores.
28. Desviadores transversales o placas de apoyo.
29. Desviador de choque.
30. Desviador longitudinal.
31. Separación de paso.
32. Conexión de ventila.
33. Conexión de drenaje.
34. Conexión deinstrumentos.
35. Albardilla de soporte.
36. Talón elevador.
37. Ménsula de soporte.
38. Vertedero.
39. Conexión de nivel de líquido.
TIPOS DE INTERCAMBIADORES
EN FUNCIÓN AL FLUJO O DE SU OPERACIÓN
Flujo paralelo
Cuando el flujo interno o de los tubos y el flujo externo o de la carcasa fluyen en la misma dirección se considera un flujo paralelo (Figura 1.). En estecaso, los dos fluidos entran al intercambiador por el mismo extremo y estos presentan una diferencia de temperatura significativa.

Figura 1. Muestra como el flujo de ambos fluidos es en una sola dirección mostrando el paralelismo entre ambos.
La transferencia de calor se realiza por un gradiente de temperaturas siendo transmitido el calor del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menortemperatura, esto ocasiona que uno de los fluidos incremente su temperatura y en el otro el caso contrario con la intención de alcanzar un equilibrio térmico entre ellos.

Contraflujo
Presentándose un contraflujo cuando los dos fluidos fluyen en la misma dirección pero en sentido opuesto. Los fluidos entran al intercambiador por diferentes extremos (Figura2.). Ya que el flujo con menostemperatura sale en contraflujo de intercambiador de calor en el extremo donde entre el fluido con mayor temperatura, la temperatura del fluido más frío se aproximará a la temperatura del fluido de entrada.

Figura 2. Los fluidos muestran una tendencia en la grafica de que los fluidos no llegan al equilibrio. Mientras que uno aumenta de temperatura el otro disminuye.
Resulta ser más eficiente...