Seminario Entrega

INTRODUCCIÓN
La transferencia de calor es uno de los fenómenos de gran importancia presentados en la industria química y en general, en una gran variedad de procesos.
Este fenómeno se puede llevar a cabo mediante diversos tipos de equipos, de acuerdo a su función, encontrándose congeladores, condensadores, enfriadores, rehervidores, intercambiadores de calor, entre otros.
Los intercambiadoresde calor son los dispositivos empleados para permitir la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que se encuentran a diferentes temperaturas, sin permitir pérdidas del calor transferido, y pudiendo llevarse a cabo mediante diversas formas como la convección y la conducción entre los fluidos involucrados en el proceso.
Dado su amplio uso en las diversas industrias, resulta de gran valorel conocimiento, por lo que con el presente seminario, se pretende ampliar los conocimientos respecto al funcionamiento, diseño y sistemas de control asociados los intercambiadores de calor, con miras a la obtención de una base adecuada para su aplicación en diversos proyectos. Todo lo anterior basado en la búsqueda de fuentes bibliográficas como metodología de investigación.
















1.-TRANSFERENCIA DE CALOR
La interacción entre dos fluidos como consecuencia de un gradiente de temperaturas permite que se lleve a cabo la transferencia de calor.
Esta interacción se puede llevar a cabo mediante tres mecanismos: la conducción, convección y radiación:
La transferencia de calor por conducción se manifiesta desde una parte a otra de un mismo cuerpo, aunque también se puede manifestardesde un cuerpo a otro que se encuentre en contacto físico con él, sin desplazamiento apreciable de las partículas del cuerpo [Perry]. El calor por conducción es directamente proporcional a la temperatura y se expresa como:



Donde:
Q: calor transferido [J]
K: conductividad térmica [J/m.°C.s]
A: área de transferencia de calor [m2]
: velocidad de cambio de temperatura con la distancia.

Laconvección se presenta como la transferencia de calor desde un punto a otro dentro de un fluido, pudiendo ser este un gas o un líquido. Este mecanismo ocurre mediante la mezcla de una porción de fluido con otra, pudiendo diferenciarse la convección forzada y la convección natural, donde la primera se produce como consecuencia de movimientos mecánicos, mientras que en la segunda, el movimiento del fluidose debe a una diferencia de densidad como resultado de una diferencia de temperaturas. El calor por convección se expresa de la manera siguiente:



Donde:
Q: calor transferido por convección [J]
h: coeficiente de convección [J/m2.°C]
T: temperatura [°C]

La transferencia de calor por radiación se produce desde un cuerpo a otro, que no se encuentra en contacto con él, donde el mecanismo ocurrepor medio del movimiento ondulatorio a través del espacio. Se expresa de la manera siguiente:



Q: calor transferido por radiación [J]
: emisividad []
: área de transferencia de calor [m2]
: temperaruta [°C]
Generalmente, en cualquier proceso de transferencia de calor se encuentran presente, simultáneamente, varios de estos mecanismos; por ejemplo la transferencia de calor por convección incorporacalor por conducción en el fluido; de hecho, si el fluido fuese no–conductor no se daría la convección, pues el movimiento sirve para poner en contacto las partes fría [norma PDVSA].
A partir de los mecanismos de transferencia de calor, el mismo se puede realizar mediante dos procesos, bien sea mediante la transferencia del calor sensible o el calor latente.
El calor sensible comprende losmecanismos u operaciones de transferencia de calor entre fluidos, involucrando sólo un cambio de temperatura del fluido, es decir, no se manifiesta un cambio de fase. Expresándose de la siguiente manera:

Donde:
Q: calor sensible [J]
m: masa de fluido [Kg]
Cp: capacidad calorífica del fluido [J/Kg.°C]
: diferencia de temperaturas de entrada y salida del fluido [°C]


Por su parte, el calor latente...