Intercambiadores de Calor: Tipos, Funcionamiento y Aplicaciones
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Intercambiadores de Calor
Los intercambiadores de calor son aparatos que facilitan el intercambio de calor entre dos fluidos
Tipos de Intercambiadores de Calor
Intercambiador de Calor de Tubo Doble
El tipo más simple de intercambiador de calor consta de dos tubos concéntricos de diámetros diferentes, llamado intercambiador de calor de tubo doble.
Flujo Paralelo
En el flujo paralelo, los dos fluidos, el frío y el caliente, entran en el intercambiador por el mismo extremo y se mueven en la misma dirección.
Contraflujo
En el contraflujo, los fluidos entran en el intercambiador por los extremos opuestos y fluyen en direcciones opuestas.
Intercambiador de Calor Compacto
Otro tipo de intercambiador de calor, diseñado específicamente para lograr una gran área superficial de transferencia de calor por unidad de volumen, es el compacto.
La razón entre el área superficial de transferencia de calor de un intercambiador y su volumen se llama densidad de área b.
La gran área superficial en los intercambiadores compactos se obtiene sujetando placas delgadas o aletas corrugadas con poco espacio entre sí a las paredes que separan los dos fluidos. Los intercambiadores compactos son de uso común en la transferencia de calor de gas hacia gas y de gas hacia líquido (o líquido hacia gas).
Flujo Cruzado
En los intercambiadores compactos los dos fluidos suelen moverse de manera perpendicular entre sí y a esa configuración de flujo se le conoce como flujo cruzado, se clasifica más como flujo no mezclado o mezclado
no mezclado paralelo a los tubos....mezclado, dado que el fluido ahora tiene libertad para moverse en la dirección transversal
Intercambiador de Calor de Tubos y Coraza
Los intercambiadores de calor de tubos y coraza contienen un gran número de tubos. La transferencia de calor tiene lugar a medida que uno de los fluidos se mueve por dentro de los tubos, en tanto que el otro se mueve por fuera de éstos, pasando por la coraza
Los cabezales, que se encuentran en ambos extremos del casco, son donde el fluido del lado de los tubos se acumula antes de entrar y salir de ellos.
Factor de Incrustación
El factor de incrustación (Rf) es una medida de la resistencia térmica introducida por la incrustación
Otra forma de incrustación, la cual es común en la industria de procesos químicos, es la corrosión y otra la incrustación química.
Sistemas Estacionarios
Los sistemas cerrados cuya velocidad y altura del centro de gravedad permanecen constantes durante un proceso se denominan sistemas estacionarios
Mecanismos de Transferencia de Calor
Conducción
La conducción es la transferencia de energía de las partículas más energéticas de una sustancia a las adyacentes menos energéticas, como resultado de la interacción entre partículas.
Convección
La convección es la transferencia de energía entre una superficie sólida y el fluido adyacente que se encuentra en movimiento.
Radiación
La radiación es la transferencia de energía debida a la emisión de ondas electromagnéticas (o fotones).
Conceptos Relacionados
Calor Latente
Calor latente: cantidad de energía absorbida o liberada durante el proceso de cambio de fase
Calor Específico
Calor específico: es la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de unidad de masa de una sustancia