Intercambiadores

Tema 11
Intercambiadores de Calor


Tema 11. Intercambiadores de Calor. Introducción y análisis básico

Índice
Introducción a los intercambiadores de calor (HX)
Clasificación de los HX
Coeficiente global de transmisión de calor
Coeficiente global de transmisión de calor
Factor de ensuciamiento

Análisis básico de los HX
Disposiciones básicas
Balance de energía

Método Diferenciade Temperatura Logarítmica Media
Método de la Eficiencia-NTU

Tema 11. Intercambiadores de Calor. Introducción y análisis básico

1. Introducción a los intercambiadores de calor
Introducción

Intercambiadores de calor:
 Equipos que permiten el intercambio de energía entre dos fluidos que se
encuentran a temperaturas diferentes.
 Generalmente están formados por dos cavidades en lascuales circulan los fluidos,
separadas por una superficie sólida, evitando que estos se mezclen entre sí.
 El proceso de intercambio se da de forma irreversible.

Fluido
frío
Fluido
caliente

Intercambiador de doble tubo a
contracorriente

 El flujo de energía se dará desde el fluido a
mayor temperatura hacia el de menor
temperatura.
 La energía se transfiere por convección yconducción generalmente, aunque también
existen casos en los que participa la
radiación.
 Es muy común trabajar con el concepto de
coeficiente global de transmisión de calor.

1. Introducción a los intercambiadores de calor
Introducción

En nuestra vida estamos rodeados de intercambiadores de calor, tanto a nivel
doméstico como a nivel industrial.

Evaporador
RefrigeranteAireCondensador
Refrigerante
- Aire

Radiador
Agua - Aire

Motor de coche

Nevera doméstica

Emisor térmico de calefacción
Agua - aire

Instalación de energía solar térmica
Aire- agua / Agua-Agua

Tema 11. Intercambiadores de Calor. Introducción y análisis básico

2. Clasificación de los intercambiadores de calor
Clasificación de intercambiadores en función de la forma del intercambioLas numerosas aplicaciones de los intercambiadores de calor, tanto en
configuraciones, formas y funciones, ha dado lugar a un número muy amplio
de tipos de intercambiadores de calor.
 Una clasificación general en función de la forma en que se realiza el intercambio
energético:
 De Recuperación: el calor entre fluidos se transmite por medio de una pared sólida que
los separa y evita elcontacto directo. Transferencia por conducción – convección.
 De Regeneración: en los que una masa sólida es bañada alternativamente por los fluidos
frío y caliente, sin que se produzca una mezcla significativa de ambos. La transferencia de
calor se realiza por sucesivos almacenamientos y desprendimientos de calor.
 Mezcladores: equipos en los que existe un contacto directo térmico y físicoentre los
fluidos caliente y frío, produciéndose un intercambio de calor y de materia.
 De lecho fluido: en los que la transferencia térmica tiene lugar por contacto directo entre
un fluido y un material sólido finamente dividido.
 De llama directa: en los que el aporte energético se produce por contacto a través de una
superficie sólida, desde un fluido y también desde una llama.
 Un últimotipo de intercambiadores englobaría a dispositivos de un único fluido al que se
adiciona la potencia térmica suministrada por generación de calor.

2. Clasificación de los intercambiadores de calor
Clasificación de intercambiadores en función de la forma del intercambio

De recuperación
carcasa-tubos

De regeneración
rotativo

De recuperación
de placas

Mezclador
Torre deenfriamiento
evaporativo

De recuperación
concéntrico o de doble tubo

De lecho fluido

De llama directa
Caldera acuotubular

2. Clasificación de los intercambiadores de calor
Clasificación de intercambiadores según la disposición de flujos

 La otra forma general de clasificarlos es según la disposición de los flujos:
 De flujo paralelo: Son intercambiadores en los que las corrientes...