intercabiadores

Un intercambiador de calor es un aparato que facilita el intercambio de calor entre dos fluidos que se encuentran a temperaturas diferentes evitando que se mezclen entre sí.
ALGUNOS TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

- a ) TUBO DOBLE. Es el tipo más sencillo de intercambiador de calor. Está constituido por dos tubos concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el tubode menor diámetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos. En este tipo de intercambiador son posibles dos configuraciones en cuanto a la dirección del flujo de los fluidos: contraflujo y flujo paralelo. En la configuración en flujo paralelo los dos fluidos entran por el mismo entremo y fluyen en el mismo sentido. En la configuración en contraflujo los fluidos entran porlos extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos.:
-- En un intercambiador de calor en flujo paralelo la temperatura de salida del fluido frio nunca puede ser superior a la temperatura de salida del fluido caliente.

-- En un intercambiador de calor en contraflujo la temperatura de salida del fluido frio puede ser superior a la temperatura de salida del fluido caliente. El caso límite se tienecuando la temperatura de salida del fluido frio es igual a la temperatura de entrada del fluido caliente. La temperatura de salida del fluido frio nunca puede ser superior a la temperatura de entrada del fluido caliente
b ) COMPACTOS. Son intercambiadores diseñados para lograr un gran área superficial de transferencia de calor por unidad de volumen. La razón entre el área superficial detransferencia de calor y su volumen es la densidad de área b. Un intercambiador con b > 700 m2/m3 se clasifica como compacto. Ejemplos de intercambiadores de calor compactos son los radiadores de automóviles, los intercambiadores de calor de cerámica de vidrio de las turbinas de gas, el regenerador del motor Stirling y el pulmón humano.

-- En los intercambiadores compactos los dos fluidos suelenmoverse en direcciones ortogonales entre sí. Esta configuración de flujo recibe el nombre de flujo cruzado. El fljujo cruzado se clasifica a su vez en mezclado ( uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones ) y no mezclado ( se disponen una placas para guiar el flujo de uno de los fluidos ). En la figura siguiente se muestran esquemas de ambos tipos de flujo:CASCO Y TUBOS. Es el tipo más común de intercambiador de calor en las aplicaciones industriales. Este tipo de intercambiadores están compuestos por gran cantidad de tubos ( a veces varios cientos ) contenidos en un casco. Los tubos se disponen con sus ejes paralelos al eje del casco. La transferencia de calor tiene lugar a medida que uno de los fluidos se mueve por el interior de los tubos mientrasque el otro se mueve por fuera de éstos, por el casco. Este tipo de intercambiadores se clasifican por el número de pasos por el casco y por el número de pasos por los tubos. En la figura siguiente se muestran dos ejemplos:
COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE UN INTERCAMBIADOR. FACTOR DE INCRUSTACIÓN.



En el estudio de los intercambiadores de calor se supone que el tubo exterior, carcasao casco, está perfectamente aislado térmicamente, es decir, no existe intercambio de calor con el exterior. Entonces se puede considerar que, a efectos de transferencia de calor, el intercambiador se comporta como una pared cilíndrica ( el tubo o tubos interiores ) bañada por dos fluidos a diferente temperatura, sistema que ya se ha analizado en este mismo documento ( ver " Ejemplo: Paredcilíndrica simple bañada por fluidos a diferente temperatura " ) y cuyo coeficiente global de transferencia tiene la siguiente expresión:


- O lo que es lo mismo:


- Siendo Ai el área de la superficie interior y Ao el área de la superficie exterior de transferencia de calor.
- Siendo hi el coeficiente de película interior y ho el coeficiente de película exterior.

- En el caso de que la...