CONSULTA SEGUNDO PARCIALINTERCAMBIADORES DE CALOR CRISTIAN ANTONIO AGUIRRE GUERRERO24/06/2014Definicin:Bajo la denominacin general de intercambiadores de calor, o simplemente cambiadores de calor, se engloba a todos aquellos dispositivos utilizados para transferir energa de un medio a otro, sin embargo, en lo que sigue se har referencia nica y exclusivamente a la transferencia de energa entre fluidos por conduccin y conveccin, debido a que el intercambio trmico entre fluidos es uno de los procesos ms frecuente e importante en la ingeniera. Un intercambiador de calor es un dispositivo que facilita la transferencia de calor de una corriente fluida a otra

Tipos de Intercambiadores de Calor:

a) Intercambiador de contacto directo. b) Intercambiador de contacto indirecto. b.a) Regenerativos. b.b) Recuperativos. b.b.a) Una sola corriente. b.b.b) Dos corrientes en flujo paralelo. b.b.c) Dos corrientes en contracorriente. b.b.d) Dos corrientes en flujo cruzado. b.b.e) Dos corrientes en contraflujo cruzado. b.b.f) Dos corrientes a pasos mltiples

Intercambiadores de contacto directo:En los intercambiadores de contacto directo sin almacenamiento de calor las corrientes contactan una con otra ntimamente, cediendo la corriente ms caliente directamente su calor a la corriente ms fra. Este tipo de intercambiador se utiliza naturalmente cuando las dos fases en contacto son mutuamente insolubles y no reaccionan una con otra. Por consiguiente, no puede utilizarse con sistemas gas-gas.

Regenerativos:En los regenerativos una corriente caliente de un gas transfiere su calor a un cuerpo intermedio, normalmente un slido, que posteriormente cede calor almacenado a una segunda corriente de un gas fro. Existe una serie de diferentes maneras de hacer esto.

Recuperativos:

Existen diversas configuraciones geomtricas de flujo posibles en un intercambiador, las ms importante son las que se representan en la siguiente figura:

b.b.a) Una sola corriente. La configuracin de una sola corriente se define como un intercambiador en el que cambia la temperatura de un solo fluido; en este caso la direccin del flujo carece de importancia. Los condensadores, evaporadores y las calderas de vapor son ejemplos de este tipo de intercambiadores.

b.b.b) Dos corrientes en flujos paralelos. Los dos fluidos fluyen en direcciones paralelas y en el mismo sentido. En su forma ms simple, este tipo de intercambiador consta de dos tubos concntricos. En la prctica, un gran nmero de tubos se colocan en una coraza para formar lo que se conoce como intercambiador de coraza y tubos. El intercambiador de coraza y tubos se usa ms frecuentemente para lquidos y para altas presiones.

El intercambiador tipo placas mostrado en la figura inferior consiste en varias placas separadas por juntas y resulta ms adecuado para gases a baja presin. Esta configuracin se conoce tambin como intercambiador de corrientes paralelas.

b.b.c) Dos corrientes en contracorriente. Los fluidos se desplazan en direcciones paralelas pero en sentido opuesto. Pero, como en el caso del intercambiador de corrientes paralelas, los intercambiadores de coraza y tubos o de placas son los ms comunes.

b.b.d) Dos corrientes en flujo cruzado. Las corrientes fluyen en direcciones perpendiculares. La corriente caliente puede fluir por el interior de los tubos de un haz y la corriente fra puede hacerlo a travs del haz en una direccin generalmente perpendicular a los tubos. Una o ambas corrientes pueden estar sin mezclarse, como se muestra. Esta configuracin tiene una efectividad intermedia entre la de un intercambiador de corriente paralela y la de uno en contracorriente, pero a menudo su construccin es ms sencilla debido a la relativa simplicidad de los conductos de entrada y de salida. Un ejemplo comn de este tipo de intercambiador es el radiador de automvil que se muestra a continuacin.

Intercambiados de calor tubular:

El cambiador indirecto ms simple es el cambiador de tubos concntricos; consta de dos tuberas concntricas, una en el interior de la otra, circulando los dos fluidos por el espacio anular y por la tubera interior. Los flujos pueden ser en el mismo sentido (corrientes paralelas) o en sentido contrario (contracorriente).

Transmisin de calor por conduccin:

La conduccin es la forma en que tiene lugar la transferencia de energa a escala molecular. Cuando las molculas absorben energa trmica vibran sin desplazarse, aumentando la amplitud de la vibracin conforme aumenta el nivel de energa. Esta vibracin se transmite de unas molculas a otras sin que tenga lugar movimiento alguno de traslacin. En la transmisin de calor por conduccin no hay movimiento de materia. La conduccin es el mtodo ms habitual de transmisin de calor en procesos de calentamiento/enfriamiento de materiales slidos opacos. Si existe una gradiente de temperatura en un cuerpo, tendr lugar una transmisin de calor desde la zona de alta temperatura hacia la que est a temperatura ms baja. El flujo de calor ser proporcional al gradiente de temperatura.

Transmisin de calor por conveccin:

Cuando un fluido circula alrededor de un slido, por ejemplo por el interior de una tubera, si existe una diferencia de temperatura entre ambos, tiene lugar un intercambio de calor entre ellos. Esta transmisin de calor se debe al mecanismo de conveccin. El calentamiento y enfriamiento de gases y lquidos son los ejemplos ms habituales de transmisin de calor por conveccin. Dependiendo de si el flujo del fluido es provocado artificialmente o no, se distinguen dos tipos: forzada y libre (tambin llamada natural). La conveccin forzada implica el uso de algn medio mecnico, como una bomba o un ventilador, para provocar el movimiento del fluido. Ambos mecanismos pueden provocar un movimiento laminar o turbulento del fluido.

Referencias:

https://www5.uva.es/guia_docente/uploads/2011/447/42501/1/Documento15.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calor

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