intercambiadores de calor

INTRODUCCIÓN

Los intercambiadores de calor son aparatos que facilitan elintercambio de calor entre dos fluidos que se encuentran atemperaturas diferentes y evitan al mismo tiempo que se mezclenentre sí.

En la práctica, los intercambiadores de calor son de uso comúnen una amplia variedad de aplicaciones, desde lossistemas domésticos de calefacción y acondicionamiento del airehasta los procesos químicos y la producción de energíaen las plantas grandes.En un intercambiador la transferencia de calor suele comprenderconvección en cada fluido y conducción a través de la pared quelos separaEn el análisis de los intercambiadores de calor resultaconveniente trabajar con un coeficiente de transferencia decalor total U que toma en cuenta la contribución de todos estosefectos sobre dicha transferencia

A través del siguiente informe se abarcará una temáticafundamental en la industria como lo son los intercambiadores decalor, los cuales son dispositivos diseñados paratransferir calor entre dos medios, que estén separados por unabarrera o que se encuentren en contacto. Para esto plantearemoslas bases de la transmisión del calor a través de los procesosde convección y conducción. De igual forma mostraremos lafunción de los intercambiadores de calor de doble tubo loscuales son los más utilizados en la industria actual.

A su vez, se evidenciará los distintos intercambiadores que sepueden obtener según los flujos que poseamos en el equipo, esdecir según las direcciones y sentidos que estos presenten,donde es posible hablar de intercambiadores de flujo paralelo,contraflujo, e intercambiadores de flujo cruzado. Pero tambiénsegún los fluidos utilizados, es decir, si son el mismo o nopodremos hablar de intercambiadores regenerativos o noregenerativos.

Por otro lado, se planteará la importancia que tienen las torresde enfriamiento para la recirculación el agua proveniente delos procesos industriales, además se mostrará la clasificaciónde las torres enfriadoras de acuerdo a como se genera el

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

Intercambiadores de calor

movimiento de aire en ellas, en donde es posible destacar lastorres de circulación natural y las torres de tiro mecánico.

I. CLASIFICACIÓN:

2.1 Según su proceso de transferencia :

La clasificación más general que puede realizarse de loscambiadores de calor, se efectúa atendiendo al grado de contactoentre los fluidos. Según este criterio, los cambiadores de calorse dividen en dos grandes grupos:

Intercambiadores de contacto directo.

Intercambiadores de contacto indirecto.

Estos últimos pueden a su vez dividirse en alternativos y desuperficie.

Los intercambiadores de contactodirecto, también conocidos comocambiadores de mezcla, son aquellosdispositivos en los que los fluidossufren una mezcla física completa,realizándose, como consecuencia, latransferencia energética entre ellos.Pertenecen a este grupo, entre otrostipos de cambiadores, las denominadas


torres de refrigeración o torres húmedas, así como losenfriadores de gases.Los intercambiadores alternativos, ambos fluidos recorren unmismo espacio de forma alternada, sin coincidencia entre ellos,de forma tal que la mezcla física de ambos fluidos puedeconsiderarse despreciable. El elemento fundamental de estesubgrupo de cambiadores es la superficie que alternativamenterecibe y cede la energía térmica.

2.2 Según tipo de construcción :

a. INTERCAMBIADORES DE DOBLE TUBO:

o Es uno de los diseños más simples, por el tubointerno circula uno de los fluidos, mientras que elotro fluido circula por el espacio anular.

o Este es un tipo de intercambiador cuya construcciónes fácil y económica, lo que lo hace muy útil.

o Dependiendo del sentido del flujo se clasifica enFlujo paralelo (los dos fluidos entran por el mismoextremo y fluyen en el mismo sentido) y Flujocontracorriente (configuración en contraflujo losfluidos entran por los extremos opuestos y fluyen ensentidos opuestos).


b. INTERCAMBIADORES DE TUBO y CORAZA :

Es el tipo más común deintercambiador de caloren las aplicacionesindustriales. Este tipode intercambiadoresestán compuestos porgran cantidad de tubos(a veces varios cientos)contenidos en un casco. Los tubos se disponen consus ejes paralelos al eje del casco.


La transferencia de calor tiene lugar a medida queuno de los fluidos se mueve por el interior de lostubos mientras que el otro se mueve por fuera deéstos, por el casco. Este tipo de intercambiadoresse clasifican por el número de pasos por el cascoy por el número de pasos por los tubos.

Los intercambiadores de tubos y coraza seclasifican todavía más según el número de pasosque se realizan por la coraza y por los tubos.

Por ejemplo, los intercambiadores en los quetodos los tubos forman una U en la coraza sedice que son de un paso por la coraza y dospasos por los tubos.

De modo semejante, a un intercambiador quecomprende dos pasos en la coraza y cuatro pasosen los tubos se le llama de dos pasos por lacoraza y cuatro pasos por los tubos.


Disposiciones del flujo en pasos múltiples en los intercambiadores de calor de coraza y tubos.

Estos intercambiadores se clasifican según su construcción mecánica:

De cabezal flotante: tiene una sola placa detubos sujeta a la carcaza

Tubos en forma de U :tienen solo una placa dondese insertan los tubos en forma de U

De Cabezal fijo : Tienen las dos placas de tubossoldadas a la caracaza.

c. INTERCAMBIADORES COMPACTOS :

Son intercambiadores diseñados para lograr una granárea superficial de transferencia de calor por unidadde volumen.

La razón entre el área superficial de transferenciade calor y su volumen es la densidad de área b. Unintercambiador con b > 700 m2/m3 se clasifica comocompacto.

Ejemplos de intercambiadores de calor compactos sonlos radiadores de automóviles, los intercambiadoresde calor de cerámica de vidrio de las turbinas degas, el regenerador del motor Stirling y el pulmónhumano.

En los intercambiadores compactos los dos fluidossuelen moverse en direcciones ortogonales entre sí.Esta configuración de flujo recibe el nombre de flujocruzado. El flujo cruzado se clasifica a su vez enmezclado ( uno de los fluidos fluye libremente endirección ortogonal al otro sin restricciones ) y nomezclado ( se disponen una placas para guiar el flujode uno de los fluidos ).

En la figura siguiente se muestran esquemas de ambostipos de flujo:


d. INTERCAMBIADORES ENFRIADOS POR AIRE

Consisten en una serie de tubos situados en unacorriente de aire, que puede ser forzada con ayuda deun ventilador. Los tubos suelen tener aletas paraaumentar el área de transferencia de calor.

Pueden ser de hasta 40 ft (12 m) de largo y anchos de8 a 16 ft (2,5 a 5 m).

La selección de un intercambiador enfriado por airefrente a uno enfriado por agua es una cuestióneconómica, hay que consideran gastos de enfriamientodel agua, potencia de los ventiladores y la

Uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin

Se disponen unas placas paraguiar el flujo de uno de losfluidos.


temperatura de salida del fluido (un intercambiadorde aire, tiene una diferencia de temperatura de unos15 ºF (8 ºC)). Con agua se obtienen diferenciasmenores.

e. INTERCAMBIADORES EN ESPIRAL

Estos intercambiadores se originaron en Suecia hacemás de 40 años para ser utilizados en la industriadel papel y son llamados también SHE debido a sussiglas en inglés: Spiral Heat Exchanger.

Su diseño consiste en un par de láminas de metalenrolladas alrededor de un eje formando pasajesparalelos en espiral por entre los cuales fluye cadasustancia.


Son muy utilizados en el manejo de fluidos viscosos,lodos y líquidos con sólidos en suspensión, asícomo también en operaciones de condensación yvaporización.

f. INTERCAMBIADOR DE CALOR POR PLACAS

El concepto de los intercambiadores de placas no es nuevo, unade las primeras patentes que se conocen con este tipo detecnología ha sido obtenida en 1890 por Langem y Hundhansseng,una compañía alemana. Hoy en día la aplicación de este tipo deintercambiadores en la industria es grande, abarcando sectorescomo los de alimentación, procesado de pasta de papel,ingeniería química, agua caliente sanitaria, refrigeración yaire acondicionado. Un intercambiador de placas convencional está conformado unasucesión de finas placas que se encuentran selladas por juntasde goma. Las juntas de goma además de evitar la mezcla de losfluidos, establecen los canales de circulación del fluido. Elconjunto de las placas se comprime con dos planchas metálicasrígidas haciendo una distribución de flujos paralelos donde unode los fluidos circula en los canales pares, y el otro fluidocircula en los canales impares.

A partir de los primeros desarrollos de intercambiadores de placas, con juntas degoma, han aparecido diferentes materiales para el sellado de los canales delintercambiador. Hoy en día pueden encontrarse juntas de grafito, caucho, y otrosmateriales, en función de la compatibilidad del fluido a utilizar.


.Gráfico ilustrativo del funcionamiento de un intercambiador de placas.- Los intercambiadores de calor de placas son ideales paraaplicaciones en las que los fluidos tienen una viscosidadrelativamente baja y no contienen partículas. Además son unaelección ideal donde existe un pequeño salto térmico entre latemperatura de salida del producto y la temperatura de entradadel servicio. Los intercambiadores de calor a placas consisten en delgadasplanchas corrugadas, empaquetadas (gásquet / desmontables conjuntas) o bien soldadas con Cobre. Las placas son apretadas unascontra otras formando el paquete de placas dentro de unbastidor, en el que el flujo de producto se encuentra en canalesalternos y el servicio entre los canales del producto.


El intercambiador de calor de placas se compone de una serie de placas metálicasintegradas con juntas dispuestas de forma alternativa y atornillada entre losbastidores de los extremos para formar canales mediante los cuales fluyen medioscalientes y fríos.

A diferencia de cualquier otro tipo de equipo de intercambio decalor , los intercambiadores de placa se pueden expandir, esdecir que se puede aumentar la superficie de intercambio dentrode los limites razonables para aumentar su capacidad.Entre sus principales limitaciones podemos citar su rangolimitado de presiones y temperaturas operativas y el hecho deque exigen un desarmado y ensambaldo muy meticuloso.Por otra parte la temperatura de operación esta limitadapor la máxima temperatura que puede soportar el material dela junta , cuyos valores usuales se dan en el cuadrosiguiente

Geometría del intercambiador de placas


Pese a que el tipo de corrugación de este tipo deintercambiadores puede ser casi cualquiera, el patrón de lacorrugación típico de estos intercambiadores es de corrugadotipo chevron. El patrón de las corrugaciones es de tipo sinusoidal(figura b), donde las corrugaciones están orientadas con undeterminado ángulo con respecto a la dirección principal deflujo. Esta corrugación proporciona varios puntos de contactoentre las placas adyacentes, mejorando el mezclado de lascorrientes y aumentando la turbulencia.

Figura a) Figura b)

EJEMPLO DE CONSTRUCCION

El equipo consiste en un intercambiador de calor de placas marcaAPV modelo Junior, provisto de 11 placas de acero inoxidable304, espesor 0.7 mm. El tamaño de una placa es 576 mm x 94 mm.El área de una placa corrugada es 0.0258 m2 y la superficietotal de transferencia es 0.2838 m2. La instalación se completacon un estanque para el fluido frío (agua), provisto de surespectiva bomba de impulsión y de un rotámetro para medir elflujo. Las conexiones a tubería de cobre son de 3/4" BSP y comofluido caliente se utiliza vapor saturado. La presión máxima quesoporta el equipo es 200 psi y el flujo máximo es deaproximadamente 3.2 m3/h. El equipo se opera con un flujoconstante de fluido caliente (vapor), correspondiente a unapresión de 5 psig y con varios flujos distintos de fluido frío(agua). Las lecturas de temperatura se efectúan utilizandotermocuplas en períodos de 15 minutos, durante los cuales serecibe en una probeta el condensado de vapor, el que debe serposteriormente pesado. Se deben dejar intervalos de 15 minutos


entre cada corrida experimental, con el fin que se normalice laoperación y se logre estabilizar el sistema. el fin que senormalice la operación y se logre estabilizar el sistema.

2.3 Según la disposición de las corrientes :o Flujo paraleloo A contracorrienteo Flujo cruzado

Flujo mezclado Flujo sin mezclar

o Paso múltiple Aumenta la eficiencia global con respecto a la

eficiencia que se consigue con un paso Habitual en los cambiadores de carcaza y tubos.

Intercambiadores de flujo paralelo: Existe un flujo paralelocuando el flujo interno o de los tubos y el flujo externo o dela carcasa ambos fluyen en la misma dirección. En este caso, losdos fluidos entran al intercambiador por el mismo extremo yestos presentan una diferencia de temperatura significativa.Como el calor se transfiere del fluido con mayor temperaturahacia el fluido de menor temperatura, la temperatura de losfluidos se aproxima la una a la otra, es decir que uno disminuyesu temperatura y el otro la aumenta tratando de alcanzar elequilibrio térmico entre ellos. Debe quedar claro que el fluidocon menor temperatura nunca alcanza la temperatura del fluidomás caliente.

Intercambiadores de contraflujo: se presenta cuando los dosfluidos fluyen en la misma dirección pero en sentido opuesto.Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por diferentesextremos. Ya que el fluido con menor temperatura sale en contraflujo del intercambiador de calor en el extremo donde entra elfluido con mayor temperatura, la temperatura del fluido más fríose aproximará a la temperatura del fluido de entrada. Encontraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo, elintercambiador de contra flujo puede presentar la temperaturamás alta en el fluido frío y la más baja temperatura en elfluido caliente una vez realizada la transferencia de calor enel intercambiador

Intercambiadores de calor de flujo cruzado: En ellos uno de losfluidos fluye de manera perpendicular al otro fluido, esto es,


uno de los fluidos pasa a través de tubos mientras que el otropasa alrededor de dichos tubos formando un ángulo de 90º. Losintercambiadores de flujo cruzado son comúnmente usado donde unode los fluidos presenta cambio de fase y por tanto se tiene unfluido pasado por el intercambiador en dos fases bifásico. unejemplo típico de este tipo de intercambiador es en los sistemasde condensación de vapor, donde el vapor exhausto que sale deuna turbina entra como flujo externo a la carcasa delcondensador y el agua fría que fluye por los tubos absorbe elcalor del vapor y éste se condensa y forma agua líquida

En la actualidad, la mayoría de los intercambiadores de calor noson puramente de flujo paralelo, contra flujo, o flujo cruzado;estos son comúnmente una combinación de los dos o tres tipos deintercambiador. La razón de incluir la combinación de variostipos en uno solo, es maximizar la eficacia del intercambiadordentro de las restricciones propias del diseño, que son: tamaño,costo, peso, eficacia requerida, tipo de fluidos, temperaturas ypresiones de operación, que permiten establecer la complejidaddel intercambiador.

Intercambiadores de calor de un simple paso o múltiple paso: Unmétodo que combina las características de dos o másintercambiadores y permite mejorar el desempeño de unintercambiador de calor es tener que pasar los dos fluidosvarias veces dentro de un intercambiador de paso simple. Cuandolos fluidos del intercambiador intercambian calor más de unavez, se denomina intercambiador de múltiple pasos. Mientras quesí el fluido sólo intercambia calor en una sola vez, se denominaintercambiador de calor de paso simple o de un solo paso.Comúnmente el intercambiador de múltiples pasos invierte elsentido del flujo en los tubos al utilizar dobleces en forma de"U "en los extremos, es decir, el dobles en forma de "U" permiteal fluido fluir de regreso e incrementar el área detransferencia del intercambiador. Un segundo método para llevara cabo múltiples pasos es insertar bafles o platos dentro delintercambiador.

Intercambiadores de calor regenerativos y no regenerativos: Losintercambiadores de calor también pueden ser clasificados por sufunción en un sistema particular. Una clasificación común es:intercambiador regenerativo e intercambiador no-regenerativo.


En donde, un intercambiador regenerativo es aquel donde seutiliza el mismo fluido (el fluido caliente y el fluido frío esel mismo). Esto es, el fluido caliente abandona el sistemacediendo su calor a un regenerador y posteriormente regresandoal sistema. Los intercambiadores regenerativos son comúnmenteutilizados en sistemas con temperaturas altas donde una porcióndel fluido del sistema se remueve del proceso principal y éstees posteriormente integrado al sistema. ya que el fluido que esremovido del proceso principal contiene energía (energíainterna, mal llamado calor), el calor del fluido que abandona elsistema se usa para recalentar (regenerar) el fluido de regresoen lugar de expeler calor hacia un medio externo más frío lo quemejora la eficacia del intercambiador. es importante recordarque el término "regenerativo/no-regenerativo" sólo se refiere a"cómo" funciona el intercambiador de calor en un sistema y noindica el tipo de intercambiador (carcaza y tubo, plato, flujoparalelo, contra flujo). En un intercambiador regenerativo, elfluido con mayor temperatura en enfriado por un fluido de unsistema separado y la energía (calor) removida y no es regresadaal sistema.

Por otro lado, existe otra característica fundamental de losintercambiadores de cascaron y tubo, como lo la distribución delos tubos en el cabezal del intercambiador de calor. En unintercambiador de calor, los tubos están distribuidos en elcabezal del equipo según una de las tres configuracionesprincipales, que son: configuración triangular, configuracióncuadrangular o la configuración en cuadrados diagonales.

La disposición triangular es la que permite mayor cantidad detubos para un tamaño determinado del equipo. Tiene la desventajade que la limpieza mecánica por la parte exterior se dificulta,teniendo que recurrirse en muchas oportunidades

A la limpieza química.

La disposición cuadrangular permite la fácil limpieza mecánicadel exterior de los tubos. Mientras que la disposición romboidales similar a la cuadrangular pero girada 45 grados. Estaconfiguración contiene el mínimo número de tubos para un tamañodeterminado.

Distribución de los tubos en el cabezal del intercambiador decalor; existen tres formas para distribuir los tubos en elcabezal de un intercambiador de calor, cada una de ellas, cuenta


con ventajas específicas, que permiten un trabajo más eficientedel equipo industrial.

En la disposición triangular se obtiene el mejor coeficiente detransmisión, ya que admite mayor superficie de tubos, para unamisma carcasa por otra parte tiene el inconveniente de que lasuperficie de los tubos se limpia mal por medios mecánicos;mientras que en la disposición cuadrada el número de tubos queentra manteniendo la distancia entre ejes, es menor que en latriangular y por tanto la superficie de intercambio también esmenor. Por el contrario la limpieza se realiza mucho mejor conesta disposición. Por otro lado, la disposición romboidal essimilar a la cuadrangular pero girada 45 grados. EstaConfiguración contiene el mínimo número de tubos para un tamañodeterminado.

Intercambiador de doble tubo

Los intercambiadores de calor de tubos concéntricos o doble tuboson los más sencillos que existen. Están constituidos por dostubos concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidosfluye por el interior del tubo de menor diámetro y el otrofluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos.

Hay dos posibles configuraciones en cuanto a la direcciónde los fluidos: a contracorriente y en paralelo. Acontracorriente los dos fluidos entran por los extremosopuestos y fluyen en sentidos opuestos; en cambio enparalelo entran por el mismo extremo y fluyen en el mismosentido. A continuación se pueden ver dos imágenes con lasdos posibles configuraciones de los fluidos dentro de lostubos

Los intercambiadores de calor de tubos concéntricos o doble tubopueden ser lisos o aleteados. Se utilizan tubos aleteados cuandoel coeficiente de transferencia de calor de uno de los fluidoses mucho menor que el otro. Como resultado el área exterior seamplia, siendo ésta más grande que el área interior.

Flujo paralelo

Como se ilustra en la figura, existe un flujo paralelo cuando elflujo del tubo interno y el flujo de sector externo ambos fluyen


en la misma dirección. En este caso, los dos fluidos entran alintercambiador por el mismo extremo y estos presentan unadiferencia de temperatura significativa. Como el calor setransfiere del fluido con mayor temperatura hacia el fluido demenor temperatura, la temperatura de los fluidos se aproxima launa a la otra, es decir que uno disminuye su temperatura y elotro la aumenta tratando de alcanzar el equilibrio térmico entreellos.Debe quedar claro que el fluido con menor temperatura nuncaalcanza la temperatura del fluido más caliente.

Flujo en contracorriente

Como se ilustra en la figura, se presenta un contraflujo cuandolos dos fluidos fluyen en la misma dirección pero en sentidoopuesto. Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por losextremos opuestos. Como el fluido que entra con menortemperatura sale en contracorriente del intercambiador de caloren el extremo donde entra el fluido con mayor temperatura, latemperatura del fluido más frío se aproximará a la temperaturade entrada del fluido caliente. Este tipo de intercambiadorresulta ser más eficiente que el tipo mencionado anteriormente.En contraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo,el intercambiador de contracorriente puede presentar latemperatura más alta en el fluido frío y la más baja temperaturaen el fluido caliente una vez realizada la transferencia decalor en el intercambiador.

APLICACIONES INDUSTRIALES Industria alimentaria: enfriamiento, termización y

pasteurización de leche, zumos, bebidas carbonatadas,salsas, vinagres, vino, jarabe de azúcar, aceite, etc.

Industria química y petroquímica: producción decombustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas,pasta de papel, aceites industriales, plantas decogeneración, etc.

Industria del Aire acondicionado: cualquier proceso queimplique enfriamiento o calentamiento de los gases.

Calefacción y Energía Solar: producción de agua calientesanitaria, calentamiento de piscinas, producción de aguacaliente mediante paneles solares, etc.


Industria marina: enfriamiento de motores y lubricantesmediante el empleo del agua del mar.

APLICACIÓN DEL INTERCAMBIADORES A PLACAS EN LA INDUSTRIAMARÍTIMA Los intercambiadores a placas son utilizados como enfriadores deaceite, enfriadores de agua de refrigeración de los motores,generadores de agua potable.

Como característica particular de los ICP en la Industria Marinacabe destacar el material de las placas para poder resistir elpoder de corrosión del agua del mar. El material empleadohabitualmente es el Titanio, de menor peso que el aceroinoxidable y resistente a la corrosión del agua salina.

En los generadores de agua potable también se utilizan ICP, quea diferencia de los intercambiadores de tubos, ocupan muchomenor espacio y proporcionan un rendimiento mucho más eficiente.

Esto es particularmente importante en los navíos, dado que elespacio y el peso son dos factores cruciales en su construcción.

APLICACIÓN DEL INTERCAMBIADORES DE CALOR EN LA INDUSTRIAMARINA EN LA FABRICACION DE BARCOS:

Los intercambiadores de calor son utilizados en tareas deenfriamiento en la sala de máquinas. Se presentan como unasolución óptima, tanto técnicamente como económicamente, ya quese aseguran que el calor generado por la maquinaria del barco ysus componentes sea conducido al enfriador central a través deun circuito de agua fria. De esta manera se mantienen lasconformidades con las reglamentaciones ambientales.

Además, los intercambiadores de calor pueden ser utilizados enotras aplicaciones como por ejemplo en la exploración offshore(dragado y plataformas de perforación, etc.

Los intercambiadores de calor son utilizados en las siguientesaplicaciones:

ENFRIAMIENTO DE ACEITE DE LUBRICACIÓN


Enfriamiento central de los motores y turbinas generales yauxiliares

Enfriamiento de aceites de transmisión, de compresión y otros Pre calentamiento de aceite pesado y de lubricación Pre calentamiento de agua de mar para la producción de agua

fresca Intercambio de calor para aire acondicionado de las áreas de

pasajeros y de carga Pre calentamiento del combustible diesel

CONSTRUCCIÓN DE MOTORES MARINOS

El enfriamiento de motores diesel es la aplicación másimportante de los intercambiadores de calor en la industriamarina. Es por esto que las unidades están diseñadas para poderser posicionadas de manera separada al lado del motor o puedenser montadas directamente en el bloque del motor, de manera depoder ahorrar espacio.

BENEFICIOS:a) Intercambiadores de calor de placas

Beneficio principal: alta eficacia con soporte de ciclo de vida útil Más allá de simplemente ser un intercambiador de calor de placasque cumpla con las especificaciones, es necesario también undiseño de fácil mantenimiento y soporte del ciclo de vida útil.

Modularidad para obtener flexibilidad El intercambiador de calor de placas brinda una excepcionaleficacia en la transferencia de calor de un líquido a otro o devapor a líquido. Este intercambiador modular combina bastidores,placas y conexiones para formar una serie de configuraciones. Alusar distintos tipos de placas con diversas características, losintercambiadores se pueden adaptar a una amplia variedad deaplicaciones. Los intercambiadores se pueden desmontarfácilmente para realizarles una inspección, un mantenimiento yhasta una expansión mediante el agregado de placas.

Velocidades altas de transferencia de calor La turbulencia creada por los intercambiadores de calor deplacas promueve una transferencia de calor máxima. Con su altaeficacia, los intercambiadores pueden manejar ajustes detemperatura de menos de 1º C (2º F), La unidad también ofrecevalores "U" o "K" de 3 a 6 veces más altos que losintercambiadores de carcasa y tubos.


Estas opciones mejoran el uso de caídas de presión disponibles yaumentan la eficacia. El flujo diagonal es especialmenteimportante en flujos de mayor caudal y tareas poco exigentesrelacionadas con el número de unidades de transferencia (NTU).

Diseño compacto Gracias a su elevada eficacia, el intercambiador de calor deplacas conserva el espacio y la carga sobre el piso más allá delo posible con un intercambiador de carcasa y tubos de potenciaidéntica. El intercambiador de calor de placas de puede caber en20 % a 50 % del espacio de un intercambiador de carcasa y tubos,incluido el espacio de mantenimiento y servicio. Este espaciocompacto usa los espacios reducidos de manera productiva, lo quees especialmente importante para las expansiones de producción.Gracias a su peso más liviano, el transporte y el montaje sonmenos costosos. Además, cuesta menos.

Acción autolimpiante El perfil de velocidad de la unidad y la turbulencia inducidahace que los depósitos de productos sucios se puedan quitarcontinuamente de la superficie de transferencia de calor duranteel funcionamiento; por consiguiente, se reduce la contaminación.La turbulencia de las placas también mejora la eficacia de losprocedimientos de retrolavado con agua y limpieza in situ (CIP)con menos necesidad de desarmar el intercambiador. Las placas sepueden someter a un electropulido para facilitar la limpieza demanera manual o in situ. La unidad se abre dentro de su propioespacio simplemente al aflojar los pernos de las barras deacoplamiento y hacer rodar el bastidor móvil nuevamente hacia lacolumna de soporte.


CARACTERÍSTICAS DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR

TIPO CARACTERISTICASCONSTRUCTIVAS

APLICACIONES

Tubo y CarcazaHaz de tupos dentro deuna carcazacilíndrica, conpresencia dedeflectores paragenerar turbulencias ysoportar los tubos. Elarreglo de tubos esparalelo al ejelongitudinal de lacarcaza y puede estarfijo o ser de cabezaflotante. Tubosinternos lisos oaleatados.

Multiuso. Prácticamente seamolda a cualquierservicio, por lo general esel primer intercambiadorque se considera en unadeterminada aplicación.


Enfriados con Airey Radiadorea

Haces de tubossoportados por unaestructura sobre losque sopla aire enforma cruzada. Lostubos pueden der lisoso poseer aletas.

Se emplean mucho cuando elcosto del agua es elevado ocuando es elevado o cuandose requiere de una torre deenfriamiento para el agua.

Condensación o enfriamientode fluidos, sistemas deenfriamiento de vehículos.

Doble Tubo Dos tubos concéntricosen forma de “U” uhorquill. El tubointerno puede ser lisoo poseer aletas.

Se utilizan cuando serequieren areas etransferencia de calorpequeñas (100 a 200 ft2).Son muy utiles enoperaciones a altaspresiones.

Láminas empacas: PHE con empacaduras

Serie de laminascorrugadas entre sipor empacaduras.

Muy utilizado en laindustria alimenticia,sobre todo con fluidosviscosos. Cuando serequieren condicionessanitarias extremas.

Láminas empacas:PHE sin empacaduras

Serie de láminascorrugadas separadaentre sí soladas ensus bordes.

Manejo de fluidos y sobretodo peligrosos o a altaspresiones.

Espiral Láminas metálicasenrolladas una sobrela otra en forma deespiral.

No presentan problemas deexpansión diferencial. Muyempleados en servicioscriogénicosy cuando semanejan fluidos muyviscosos, lodos o líquidoscon sólidos en suspensión(industria del papel).


Características de intercambiadores de calor (continuación)

TIPO CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS APLICACIONES

Laminassoldadas

Paquete de láminas separadaspor aletas corrugadas.

Intercambio gas-gas ogas-liquido. El fluidoque va por la parte delas aletas debe serlimpio y poco corrosivo.

Superficieraspadora

Tubos concéntricos, provistosde cuchillas raspadorasrotatorias ubicadas en lapared externa del tubointerno, las cuales sirvenpara limpiar la superficie detransferencia de calor.

Muy utilizada cuando seopera con fluidos que sesolidifican o cristalizanel enfriarse.

Bayoneta Dos tubos concéntricos. Eltubo interno se utiliza parasuplir de fluido al ánulolocalizado entre el tuboexterno y el interno.

Se emplea generalmente,cuando una diferencia detemperatura entre elfluido de los tubos y eldel ánulo, sumamenteelevada.

Enfriadores depelículadescendente

Consisten en tubos verticalespor dentro de los cualesdesciende agua en forma depelícula.

Enfriamientos especiales.

Enfriadores deserpentin

Serpentines metálicossumergidos en un recipientecon agua.

Enfriamientos deemergencia.

Condensadoresbarométricos

Torres donde se produce elcontacto directo entre agua yvapor.

Se emplean cuando no semezclan y el fluido deproceso a enfriar.

Enfriadores decascada

Se rocia agua sobre una seriede tubos que contienen elfluido de proceso.

Para enfriar fluidos deproceso muy corrosivos

Grafitoimpermeable

Equipos construidos congrafito.

Se emplean en serviciosaltamente corrosivos.


CONCLUSIÓN

Por medio del anterior informe se pudo enfatizar en Lafuncionalidad de los intercambiadores de carcaza y tubo cuandose requiere variar la temperatura de un fluido. También se pudoreconocer la estructura básica que estos poseen y los elementosque lo conforman. De igual forma se logró identificar lasclasificaciones de los intercambiadores de calor según susfluidos y según también las direcciones y sentidos que estosposean. Así mismo por medio de este informe se pudo conocerlos intercambiadores de doble tubo los cuales por su eficaciason los más utilizados hoy en día.


BIBLIOGRAFIA:

http://www.laygo.es/es/3704/aplicaciones/Industria-maritima.htm

http://www.slideshare.net/yumardiaz/intercambiadores-decalortiposgeneralesyaplicaciones

http://jfc.us.es/DESCARGAS/IFC/P1%20INTERCAMBIADOR.pdf

http://www.radiadoresgallardo.cl/topintercambiaodres.pdf

http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/HeatExchanger/Intercambiadores.pdf

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/integracion3/Torres_de_enfriamiento.pdf

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intercambiadores de calor

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