Intercambiadores de Calor: CARACTERÍSTICAS

Definición: Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén separados por una barrera sólida o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de refrigeración, acondicionamiento de Aire, producción de Energía y procesamiento Químico.

Tipos de Intercambiadores de Calor Dada la multitud de aplicaciones de estos dispositivos, se puede realizar una clasificación dependiendo de su construcción. Para la elección del mismo se consideran aspectos como tipo de fluido, densidad, viscosidad, contenido en sólidos, límite de temperaturas, conductividad térmica, etc.

Partes Principales La satisfacción de muchas demandas industriales requiere el uso de un gran número de horquillas de doble tubo. Estas consumen considerable área superficial así como presentan un número considerable de puntos en los cuales puede haber fugas. Cuando se requieren superficies grandes de transferencia de calor, pueden ser mejor obtenidas por medio de equipo de tubo y coraza.

Intercambiador de Doble Tubo Las partes principales son dos juegos de tubos concéntricos, dos tubos en “T” conectores, un cabezal de retorno y un codo en U. La tubería interior se soporta en la exterior mediante estoperos y el fluido entra al tubo interior a través de una conexión roscada localizada en la parte externa del intercambiador.

Deflectores Segmentados

Intercambiador de Placas De placas: formados por un conjunto de placas de metal corrugadas (acero inoxidable, titanio, etc.) contenidas en un bastidor. El sellado de las placas se realiza mediante juntas o bien pueden estar soldadas.

Intercambiador de Tubos en U Tubulares: formados por un haz de tubos corrugados o no, realizado en diversos materiales. El haz de tubos se ubica dentro de una carcasa para permitir el intercambio con el fluido a calentar o enfriar.

Intercambiador de Tubo Aleteado Tubo aleteado: se compone de un tubo o haz de tubos a los que se sueldan aletas de diferentes tamaños y grosores para permitir el intercambio entre fluidos y gases. P. ej., radiador de un vehículo

Intercambiador de Un solo paso

Intercambiador de Tubos en Espiral

Intercambiador de Flujo Transversal

Intercambiador de Cabezal Flotante Interno

Intercambiador de Espejo Fijo

Intercambiador de Cabezal Flotante con Empaque Exterior

Intercambiador de Calor de Tubos en U

Rehervidor de Cabezal Flotante de Caldera

Intercambiador con Espejo empaquetado y Anillo de Cierre Hidráulico

Partes Principales 1. Cabezal estacionario, canal 2. Cabezal estacionario, casquete 3. Brida de cabezal estacionario, canal o casquete 4. Cubierta de canal 5. Tobera de cabezal estacionario 6. Espejo estacionario 7. Tubos 8. Coraza 9. Cubierta de la coraza.

Partes Principales 10. Brida de la coraza, extremo del cabezal estacionario 11. Brida de la coraza, extremo del cabezal posterior 12. Tobera de la coraza 13. Brida de la cubierta de la coraza 14. Junta de expansión 15. Espejo flotante 16. Cubierta del cabezal flotante 17. Brida del cabezal flotante 18. Dispositivo de apoyo del cabezal flotante

Partes Principales 19. Anillo de corte dividido 20. Brida de apoyo deslizante 21. Cubierta del cabezal flotante, externa 22. Faldón del espejo flotante 23. Brida del prensa -estopas 24. Empaque 25. Prensa-estopas 26. Anillo de cierre hidráulico 27. Bielas y espaciadores

Partes Principales 28. Deflectores Transversales o placas de apoyo. 29. Placa de Choque. 30. Deflector longitudinal. 31. Separación de paso. 32. Conexión de Ventila. 33. Conexión de drenaje. 34. Conexión de Instrumentos 35. Albardilla de Soporte 36. Talón Elevador

Partes Principales 37) Ménsula de soporte 38) Vertedero 39) Conexión del nivel del líquido.

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 de combustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas, pasta de papel, aceites industriales, plantas de cogeneración, etc. Industria del Aire acondicionado: cualquier proceso que implique enfriamiento o calentamiento de los gases. Calefacción y Energía Solar: producción de agua caliente sanitaria, calentamiento de piscinas, producción de agua caliente mediante paneles solares, etc. Industria marina: enfriamiento de motores y lubricantes mediante el empleo del agua del mar.

Efectividad de un Intercambiador La efectividad de transferencia de calor se define como la razón de la transferencia de calor lograda en un intercambiador de calor a la máxima transferencia posible, si se dispusiera de área infinita de transferencia de calor. En contra flujo, es aparente que conforme aumenta el área del intercambiador de calor, la temperatura de salida del fluido mismo se aproxima a la temperatura de entrada del fluido máximo en el límite conforme el área se aproxima al infinito. En el caso del flujo paralelo, un área infinita solo significa que la temperatura de ambos fluidos sería la lograda si se permitiera que ambos se mezclaran libremente en un intercambiador de tipo abierto.

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