Intercambiadoes de calor

Tema 6. INTERCAMBIADORES DE CALOR

- Notación
- Conceptos y Definiciones. Algunos tipos de intercambiadores de calor . Tubo doble. Compactos. Casco y tubos.
- Coeficiente global de transferencia de un intercambiador de calor. Factor de incrustación
- Problema básico
- Método de la Temperatura Media Logarítmica ( LMTD )
- Método de la Efectvidad-NTU |

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ARRIBA | NOTACIÓN |  | - En ESTE DOCUMENTO la velocidad de tranferencia de calor se denota por Q-punto que es lo mismo que.
- En ESTE DOCUMENTO el flujo de calor ( Q-punto / A ) se denota por q-punto que es lo mismo que . |

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  | - OTRA NOTACIÓN que se puede ver en otros libros o apuntes es la siguiente:
-- Para la velocidad de transferencia de calor :
-- Para el flujo de calor: j |

  |   |ARRIBA | CONCEPTOS Y DEFINICIONES. ALGUNOS TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR |

  | - 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. |

ARRIBA | - 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 tubo de 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 porel mismo entremo y fluyen en el mismo sentido. En la configuración en contraflujo los fluidos entran por los 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 salidadel fluido frio puede ser superior a la temperatura de salida del fluido caliente. El caso límite se tiene cuando 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.

-- En la figura siguiente se muestran esquemas de las dosconfiguraciones así como la evolución de la temperatura de los fluidos en cada una de ellas: |

ARRIBA | - 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 de transferencia 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 suelen moverse en direcciones ortogonales entre sí. Esta configuración de flujo recibe el nombre de flujo cruzado. El fljujo cruzadose 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:
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ARRIBA | - c ) 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 mientras que el otro se mueve por fuera de éstos, por el casco. Este tipo de intercambiadores se...