Intercambiador de calor

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Referencias Bibliograficas: * Mendoza P, Heriberto(2006),Desarrollo de un procedimiento de cálculo mejorado para diseño térmico y/o evaluación térmica de intercambiadores de calor de carcasa-haz de tubos,UCV *Gonzalez, D. (2002). Guías de intercambiadores de calor: Tipos generales y aplicaciones. Universidad Simón Bolívar. Departamento de Termodinámica y Fenómenos de superficie. * *González, J. I. (2011). EVALUACION DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR. ESTUDIO DE SU EMPLEO COMO RECUPERADOR DE CALOR. Tecnología Química, 2-7.

Intercambiador de calor

Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos fluidos, o entre la superficie de un sólido y un fluido en movimiento.

Son elementos fundamentales en los sistemas de calefacción, refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico, además de en aparatos de la vida cotidiana como calentadores, frigoríficos, calderas, ordenadores, el radiador del motor de un automóvil, etc.

Tipos de intercambiadores de calor

Intercambiadores de casco y tubo._ Son los intercambiadores más ampliamente utilizados en la industria química y con las consideraciones de diseño mejor definidas. Consisten en una estructura de tubos pequeños colocados en el interior de un casco de mayor diámetro. Los intercambiadores de tubo y coraza) se diseñan de acuerdo a los estándares publicados por la Asociación de Fabricantes de Intercambiadores Tubulares, conocida como TEMA. TEMA presenta tres estándares para la construcción mecánica, los que especifican diseño, fabricación y materiales a utilizar en los intercambiadores de tubo y carcaza. Estos son: Clase R: Para aplicaciones en petróleo y procesos relacionados. Clase C: Para aplicaciones en procesos comerciales. Clase B: Para servicio en procesos químicos. Aplicables con las siguientes limitaciones: • Diámetro interno de la carcaza ≤ 1.524 mm (60 in) •Presión ≤ 207 bar (3.000 psi) • Relación (diámetro interno carcaza)*(presión) ≤ 105.000 mm bar (60.000 in psi) La intención de cumplir con los parámetros anteriores es limitar el diámetro de los pernos utilizados en el ensamblaje del equipo y el espesor de la carcaza a 50,8 mm (in), aproximadamente.

Este equipo se utiliza ampliamente en las industrias de proceso, química, petroquímica, azúcar y alcohol, y Plantas de generación de energía, siendo un equipo indispensable para la realización de procesos de intercambio de calor, tales como evaporación, condensación, de enfriamiento y calentamiento de fluidos.

Intercambiadores de tipo placa._ Llamados también intercambiadores compactos. Pueden ser de diferentes tipos: • Intercambiadores de tipo placa y armazón similares a un filtro prensa. • Intercambiadores de aleta de placa con soldadura. Admiten una gran variedad de materiales de construcción, tiene una elevada área de intercambio en una disposición muy compacta. Por la construcción están limitados a presiones pequeñas.

Los Intercambiadores de Calor de Placas, en sus diferentes materiales, dimensiones y capacidad son usados comúnmente en la industria metalúrgica.

Intercambiadores enfriados por aire._ Consisten en una serie de tubos situados en una corriente de aire, que puede ser forzada con ayuda de un ventilador. Los tubos suelen tener aletas para aumentar el área de transferencia de calor . Pueden ser de hasta 40 ft (12 m) de largo y anchos de 8 a 16 ft (2,5 a 5 m). La selección de un intercambiador enfriado por aire frente a uno enfriado por agua es una cuestión económica, hay que consideran gastos de enfriamiento del agua, potencia de los ventiladores y la temperatura de salida del fluido (un intercambiador de aire, tiene una diferencia de temperatura de unos 15 ºF (8 ºC)). Con agua se obtienen diferencias menores

Actualmente, el tipo de intercambiador de calor por aire más utilizado es el condensador. Este tipo de intercambiador se instala en las centrales termoeléctricas de ciclo combinado para condensar el vapor proveniente de una o varios turbinas de vapor. Este vapor se distribuye entre los tubos condensándose a medida que disminuye por gravedad. Estos tipos de intercambiadores de calor por aire son para aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración comercial e industrial. El consumo energético de estos equipos es bajo y económico.

Intercambiadores de tubería doble.- Consiste en un tubo pequeño que esta dentro de otro tubo mayor, circulando los fluidos en el interior del pequeño y entre ambos. Estos intercambiadores se utilizan cuando los requisitos de área de transferencia son pequeños. El intercambiador de calor de doble tubo está especialmente diseñado para el calentamiento o enfriamiento de productos con baja-media viscosidad. La gran ventaja del intercambiador de calor de doble tubo, o intercambiador de calor de tubo en tubo, es poder procesar productos con partículas, sin que exista riesgo de atasco.

Este intercambiador de calor de doble tubo está especialmente diseñado para procesos de calentamiento (pasteurización, esterilización, UHT, etc.) o enfriamiento de productos con baja-media viscosidad.