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Evaluación térmica de Condensadores de carcasa y tubos
Tipos de Condensadores:
Consideramos los condensadores en que hay una superficie sólida que separa el
refrigerante del vapor en condensación (Contacto indirecto). Hay dos tipos
principales:
- Condensadores enfriados por aire. La condensación tiene lugar dentro de
los tubos de un haz, y el enfriamiento es proporcionado por aire en flujocruzado.
Debido al bajo coeficiente convectivo en el lado del aire, los tubos son aleteados
externamente.
- Condensadores de carcasa y tubos. En estos tipos, la condensación se puede
hacer en el interior o exterior de los tubos. Distinguimos
a) los condensadores de proceso, que se usan para agua, solventes,
hidrocarburos, refrigerantes, etc., condensando en vacío o a altas presiones.
El condensadortípico es del tipo 1-1, con el refrigerante (agua de enfriamiento)
por el interior de los tubos. En esta situación se usan bafles segmentados
verticalmente, sin embargo, cuando la condensación tiene lugar en el interior, los
bafles se segmentan horizontalmente. Debe proveerse un venteo con el fin de
eliminar los gases no condensables, los cuales, si se acumulan en el espacio
destinado al vapor, reducenla tasa de condensación. El venteo se coloca en el
extremo frío, donde la concentración de gases no condensables es mayor.
El equipo debe tener fácil evacuación de condensado. En caso contrario, una
sección del haz de tubos puede quedar sumergida, con lo cual se pierde parte del
área de condensación. Sin embargo, a veces se permite esto si se desea obtener
condensado subenfriado.
Todos los tiposde carcasas existentes pueden usarse para condensar vapores en
el interior o en el exterior de tubos. Es usual que la condensación interna se haga
en tubos horizontales, aunque éstos pueden ser también inclinados o verticales.
b) Condensadores para vapor de turbinas.
Estos se denominan "condensadores de superficie" (porque tienen mucha
superficie, o área de intercambio).
En principio, no sondiferentes de los condensadores de proceso.
Sin embargo, estos condensadores deben satisfacer condiciones especialmente

severas (altas cargas térmicas, y la necesidad de mantener una baja temperatura
de condensación para lograr la máxima eficiencia posible en el ciclo de generación
de potencia).

Típicamente, el agua de enfriamiento estará a alrededor de 20°C y la
condensación tendrá lugar a unos30°C.
La presión de saturación de agua a esta temperatura es de 0,04 bar absoluto, lo
que significa que hay una baja presión disponible para contrarrestar la pérdida de
presión a través del condensador.
A bajas presiones, la reducción de la tasa de condensación provocada por los
gases no condensables es mayor que a altas presiones.
Luego, el diseño de condensadores de superficie está regido por lanecesidad de
obtener un buen venteo y una baja pérdida de carga.
Normalmente, estos condensadores son muy grandes. Para una turbina de 600
MW(e), por ejemplo, se usarían 2 condensadores con una carga de 250 Kg./s de
2
vapor cada uno, con áreas de 25000 m (15000 tubos de 1" DE, y 20 m de largo).
Los grandes condensadores utilizan carcasas de sección rectangular, aunque los
2

de superficies inferioresa 5000 m pueden tener carcasas cilíndricas.
Los condensadores enfriados por aire se usan en áreas en que hay escasez de

agua de enfriamiento, y con temperaturas de condensación elevadas.
Pueden ser de tiro forzado o inducido. Se usan aletas transversales en el exterior
de los tubos para compensar el bajo coeficiente de intercambio en el lado del aire.
Existe otro tipo de condensador paragrandes capacidades en industrias de
procesos: El condensador evaporativo, que es un intercambiador de tres fluidos se
verá más adelante.
Transferencia de calor en condensación.
De los dos modos de condensación, en gotas y en película, sólo el segundo tiene
importancia práctica. La figura siguiente ilustra las caídas de temperatura
asociadas a procesos de condensación en película.
La pequeña caída...