ventajas y desventajas de intercambiador de calor

Introducción.

La transferencia de calor se produce normalmente desde un objeto con alta temperatura, a otro objeto con temperatura más baja. La transferencia de calor cambia la energía interna de ambos sistemas implicados.

Un intercambiador de calor es un equipo para enfriar un fluido que está más caliente de lo deseado, transfiriendo este calor a otro fluido que está frió y necesita sercalentado. La transferencia de calor se realiza a través de una pared sólida, de modo que nunca se mezclan.

Estos se utilizan mucho en calefacción, refrigeración, aire acondicionado, controles eléctricos, plantas químicas, plantas petroquímicas, petróleo refinería y procedimientos de gas natural y tratamientos de aguas residuales.
Cabe mencionar que existen diferentes tipos de intercambiadoresde calor y se le dan diferentes nombres de acuerdo a su servicio y tipo de construcción.
 

Desarrollo.
La transferencia de calor se produce normalmente desde un objeto con alta temperatura, a otro objeto con temperatura más baja. La transferencia de calor cambia la energía interna de ambos sistemas implicados, de acuerdo con la primera ley de la Termodinámica.
Un intercambiador de calor entérminos sencillos es un equipo en el cuál fluyen dos corrientes a distintas temperaturas, ya sea con el fin de calentar un fluido que este frió o enfriar un fluido que está más caliente, este fenómeno ocurre a través de una pared metálica o de un tubo mediante el cual se separan ambos fluidos.

En otras palabras, la función general de un intercambiador de calor es transferir calor de un fluido aotro. Los componentes básicos de los intercambiadores se puede ver como un tubo por donde un flujo de fluido está pasando mientras que otro fluido fluye alrededor de dicho tubo.
Los equipos de intercambio de calor se pueden clasificar de acuerdo a diferentes criterios, como los siguientes:
• Tipo de contactos entre las corrientes fluidas
• Relación área transferencia de calor a volumen ocupado
•Número de fluidos involucrados

Para el diseño de un intercambiador se requiere:
• Balance de energía
• Asignación de flujos
• Diagramas térmicos
• Número de celdas en serie
• Diferencia de temperatura media corregida
• Cálculo del diámetro del tubo, espesor y longitud
• Coeficientes de transferencia de calor
• Superficie necesaria
• Tamaño del casco
 

Este equipo puede ser aplicadoen diferentes industrias, ejemplo de algunas de ella son:
Industrias alimenticias, industrias químicas, industrias de aire acondicionado entre otras, que requieran aplicar en su proceso de trasferencia de calor, ya sea para condensar un gas o pasar un fluido a caliente-frió.
El intercambio de calor se puede dar de diferentes maneras. Hay tres formas diferentes en las que el calor puede pasar dela fuente al recibidor, aun cuando muchas de las aplicaciones en la ingeniería son combinaciones de dos o tres. Estas son, conducción, convección y radiación.
La conducción es un fenómeno de transferencia de calor donde se propaga energía en un medio por difusión o comunicación molecular directa como consecuencia de un gradiente de temperatura. La ley de Fourier establece que el flujo de calorpor unidad de área es proporcional al gradiente de temperatura.

Por ejemplo, la transferencia de calor a través de un material fijo tal como la pared estacionaria la cual se observa, cuando necesitamos mover el carbón caliente ocupamos un atizador (instrumentos de metal para mover el carbón), donde podemos sentir que el calor se desplaza desde ángulos rectos a la pared, hacia el más frió (dondese sostiene), si las superficies de las paredes son isotérmicas y el cuerpo es homogéneo e isotrópico.

La transferencia de calor por convección es un proceso de transporte de energía que resulta del movimiento de un fluido. La ley de Newton del enfriamiento establece que el flujo de calor por unidad de área es proporcional a la diferencia total de temperaturas entre la de la superficie del...