Informe de intercambiadores de calor

Transferencia de calor
Reporte #6

Stanley Camacho Fonseca
A71298

Datos y resultados

Existen varios tipos de intercambiadores de calor, sin embargo, los más utilizados corresponden a los de tipo tubo doble, tubos y coraza y finalmente, placas y armazón.
Los intercambiadores de tubo doble constan de dos tubos concéntricos de diámetro diferentes. En este tipo de intercambiadores, uno delos fluidos recorre el tubo de menor diámetro, mientras que el otro lo hace por el espacio entre ambos tubos, llamado: espacio anular. Para esta configuración se presentan dos tipos disposición de flujo: flujo paralelo y contraflujo. En el primer tipo, los dos fluidos (caliente y frío) entran por el mismo extremo y viajan en la misma dirección dentro de los tubos, mientras que en el contraflujo,entran por los extremos opuestos, lo que se entiende como que viajan con direcciones opuestas.
El intercambiador de calor de mayor uso industrial corresponde probablemente a los conocidos como de tubos y coraza. Estos intercambiadores contienen un gran número de tubos en su configuración, los cuales se orden de forma paralela al eje de la coraza. Aquí la transferencia de calor se de manera queuno de los fluidos pasa por el interior de los tubos, mientras que el otro lo hace en el interior del cascarón (los tubos parecen sumergirse en él). “Es común la de desviadores en la coraza para forzar al fluido a moverse en dirección transversal a dicha coraza con el fin de mejorar la transferencia de calor, y también para mantener un espacio uniforme entre los tubos” (Çengel, 2007).
Otro tipo deintercambiador que se gestó recientemente corresponde a los de placas y armazón (o solo de placas). Estos se conforman con placas que poseen pasos corrugados y aplastados para el flujo. Cada fluido (caliente y frío) fluye de forma alternada entre las placas, de manera que una corriente caliente queda rodeada de dos frías, elevando la transferencia de calor de manera muy eficaz.

Jaramillo (2007)menciona:
Como se mencionó anteriormente, en los intercambiadores de flujo paralelo, los dos fluidos entran al intercambiador por el mismo extremo y presentan una diferencia de temperatura significativa. Como el calor se transfiere del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor temperatura, la temperatura de los fluidos se aproxima la una a la otra, es decir que uno disminuye sutemperatura y el otro la aumenta tratando de alcanzar el equilibrio térmico entre ellos. Debe quedar claro que el fluido con menor temperatura nunca alcanza la temperatura del fluido más caliente. (Jaramillo, 2007).

En el mismo artículo, Jaramillo hace referencia a los intercambiadores a contraflujo con lo siguiente:
(…) se presenta un contraflujo cuando los dos fluidos fluyen en la misma direcciónpero en sentido opuesto. Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por diferentes extremos. Ya que el fluido con menor temperatura sale en contraflujo del intercambiador de calor en el extremo donde entra el fluido con mayor temperatura, la temperatura del fluido más frío se aproximará a la temperatura del fluido de entrada. (…) En contraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo,el intercambiador de contraflujo puede presentar la temperatura más alta en el fluido frío y la más baja temperatura en el fluido caliente una vez realizada la transferencia de calor en el intercambiador.

Las etapas en que se puede descomponer el diseño de un intercambiador se presentan a continuación, las cuales son propuestas por Çengel (200), quien las define de la siguiente manera.

*Razón de la transferencia de calor

Es la cantidad más importantes en la selección de un intercambiador. Un intercambiador debe ser capaz de transferir el calor a una razón específica para lograr el cambio deseando en la temperatura del fluido con el gasto de masa determinado.

* Costo

Un intercambiador que existe en catálogo tiene una ventaja definida en el costo sobre los que se...