Intercambiadores de calor

Tema 1.
Intercambiadores de
calor
Asignatura: Ingeniería térmica y de fluidos
Profesor: Fernando Cortés Martínez

Resumen
En este tema se presentan herramientas de
dimensionamiento para intercambiadores de calor,
tomando como criterio de cálculo la cantidad de
energía a transferir.
Primeramente se establecen los fundamentos de los
tres mecanismos de transferencia de calor:conducción, convección y radiación, haciendo
hincapié en la aplicación para intercambiadores
tubulares.
Los métodos de análisis que se presentan son el
LMTD y el NTU.
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Índice
1.1. Introducción.
1.2. Mecanismos de transferencia de calor.
1.3. Conducción en una dirección.
1.4. Correlaciones para convección.
1.5. Métodos de cálculo de intercambiadores.Tema 1. Intercambiadores de calor

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1.1. Introducción
TEMA
Standards of Tubular Exchanger Manufacturers Association

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1.1. Introducción
Intercambiadores de calor en centrales térmicas

Esquema de una central térmica
Tema 1. Intercambiadores de calor

Esquema de una caldera
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1.1. Introducción
Tipos deintercambiadores de calor
1. Doble tubo: Flujos en paralelo y en contracorriente

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1.1. Introducción
2. Carcasa y haz de tubos

Varias pasadas por el tubo y carcasa

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1.1. Introducción
3. Flujo cruzado

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1.1. Introducción
4. Intercambiadorescompactos
De aletas

Helicoidal

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1.1. Introducción
5. Intercambiadores de placas

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1.1. Introducción
Ejemplos industriales

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1.1. Introducción
Ejemplos industriales

Tema 1. Intercambiadores de calor

Página 12

1.1. IntroducciónEjemplos industriales

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1.1. Introducción
Simulación fluidodinámica (CFD)

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1.2. Mecanismos de transferencia de calor
Índice
1.2.1. Introducción
1.2.2. Conducción
1.2.3. Convección
1.2.4. Radiación

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1.2.1. Introducción
Cuando dos sistemasestán en equilibrio mutuo,
comparten una determinada propiedad. Esta
propiedad se puede medir, y se le puede asignar
un valor numérico definido. Una consecuencia de
ese hecho es el principio cero de la
termodinámica, que afirma que si dos sistemas
distintos están en equilibrio termodinámico con
un tercero, también tienen que estar en equilibrio
entre sí.

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1.2.1. Introducción
Esta propiedad compartida en el equilibrio es la
temperatura. En el sistema internacional, la
unidad de medida de la temperatura es el Kelvin
(K) que hace referencia a la escala absoluta.
En ingeniería es habitual el uso de la escala
Celsius o centígrada, cuya unidad es el grado
Celsius o centígrado, ºC.
0 K = −273,15 ºC
Δ 1 K = Δ 1 ºC
Tema 1.Intercambiadores de calor

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1.2.1. Introducción
T1,i

T2,i

Dos sistemas que se encuentran a diferente
temperatura inicial T1,i y T2,i interactúan entre sí
hasta alcanzar un equilibrio mutuo a la misma
temperatura final T1,f = T2,f = Tf .
T1,f = Tf
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T2,f = Tf
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1.2.1. Introducción
El primer principio de la termodinámica estableceuna relación entre los estados de equilibrio inicial
y final en términos de conservación de la energía.

E1,i + E2,i = E1, f + E2, f

(J)

Existe por lo tanto un intercambio de energía
desde el sistema con mayor temperatura hacia el
sistema de menor temperatura.
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1.2.1. Introducción
La energía intercambiada recibe el nombre de
calor....