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Intercambiadores de calor
 

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INTERCAMBIADORES DE CALOR

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    Intercambiadores de calor Intercambiadores de calor Presentation Transcript

    • FACULTAD DE MECÁNICAESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL TERMODINAMICA INTERCAMBIADORES DE CALOR INTEGRANTES: ANGEL PEREZ (911) ALEX PLASENCIA(664) JOFFRE PEÑA (824)
    • INTERCAMBIADORES DE CALOR
    • INTRODUCCIÓNUn intercambiador de calor se puededescribir de un modo muy elemental como unequipo en el que dos corrientes a distintastemperaturas fluya sin mezclarse con elobjeto de enfriar o calentar un fluido o ambascosas a la vez.Para transferir calor existen una ampliavariedad de equipos denominadosintercambiadores de calor.
    • OBJETIVOS: Definir el concepto y tipos básicos de Intercambiadores de calor.1 Describir el método de cálculo de un intercambiador de calor, identificando la superficie, dimensiones y2 configuraciones de tubos y cascos. Conocer las aplicaciones principales, pasos para selección de materiales y costes de un3 intercambiador de calor.
    • ¿QUÉ ES UN INTERCAMBIADOR DE CALOR?Un Intercambiador de Calor es unequipo utilizado para enfriar unfluido que está más caliente de lodeseado, transfiriendo esta calor aotro fluido que está frío y necesitaser calentado. La transferencia de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos.
    • LAS RAZONES QUE SE UTILIZAN LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR. Calentar un fluido frío mediante un1 fluido con mayor temperatura. Reducir la temperatura de un fluido 2 mediante un fluido con menor temperatura. Llevar al punto de ebullición a un 3 fluido mediante un fluido con mayor temperatura. Condensar un fluido en estado gaseoso 4 por medio de un fluido frío. Llevar al punto de ebullición a un fluido5 mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor temperatura.
    • TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR Intercambiadores de tubería doble  Intercambiadores enfriados por aire Intercambiadores de placa Intercambiadores de casco y tubo
    • INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO. Está constituido por dos tubos concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el tubo de menor diámetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos.
    • INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO.En este tipo de intercambiador son posiblesdos configuraciones en cuanto a ladirección del flujo de los fluidos: CONTRA FLUJO FLUJO PARALELO
    • INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO. En la configuración en flujo paralelo los dos fluidos entran por el mismo extremo y fluyen en el mismo sentido. En la configuración en contra flujo los fluidos entran por los extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos. En un intercambiador de En un intercambiador de calor en flujo paralelo la calor en contra flujo la temperatura de salida temperatura de salida del del fluido frio nunca fluido frio puede ser puede ser superior a la superior a la temperatura temperatura de salida de salida del fluido del fluido caliente. caliente.La temperatura de salida del fluido frio nunca puede ser superior a la temperatura de entrada del fluido caliente.
    • 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. La selección de un intercambiador enfriado por aire frente a un 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 y tiene una diferencia de temperatura de unos 15 ºF - 8 ºC.
    • INTERCAMBIADORES DE PLACA.Formados por un conjunto de placas de metal corrugadas (aceroinoxidable, titanio, etc.) contenidas en un bastidor.Pueden ser de diferentes tipos:  Intercambiadores de tipo placa y armazón similares a un filtro prensa.  Intercambiadores de aleta de placa con soldadura.
    • INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.Llamados tambiénintercambiadores compactos.Admiten gran variedad demateriales de construcción,y por la construcción estánlimitados a presiones pequeñas.
    • INTERCAMBIADORES DE CASCO Y TUBO.Consisten en una estructura de tubos pequeños colocados en elinterior de un casco de mayor diámetro.Constituyen la parte más importantes de los equipos detransferencia de calor sin combustión en las plantas de procesosquímicos.Son los intercambiadores mas utilizadosen la industria química con lasconsideraciones de diseñomejor definidas.
    • Paralelo DIRECCIÓN DE FLUJOCruzado Contraflujo
    • INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.I. DE FLUJO CRUZADO También se presenta una situación en la que ambas corrientes se cruzan en ángulo recto. En ese caso se habla de “corrientes cruzadas”. Esta disposición se da con mayor frecuencia en el intercambiode calor de gases con líquidos.
    • INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA. En este tipo deintercambiador FLUJO FLUJO es podemos CRUZADO CRUZADO NO distinguir dos MEZCLADO. MEZCLADO. tipos de flujos:
    • INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA. FLUJO CRUZADO MEZCLADO. Uno de los fluidos fluye libremente en dirección ortogonal al otro sin restricciones.
    • FLUJO CRUZADO INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA. FLUJO CRUZADO NO MEZCLADO. Se disponen una placas para guiar el flujo de uno de los fluidos. En la figura siguiente se muestran esquemas de ambos tipos de flujo
    • INTERCAMBIADORES DE CALOR ELÉCTRICOS. Este tipo de intercambiadores solo sirven para propósitos de calentamiento, y son fluidos en contacto con resistencias eléctricas. Su funcionamiento consiste en la disposición de varias resistencias eléctricas las cuales son colocadas en corazas de paredes diatérmicas que al hacer pasar un fluido por dicha coraza se suministra energía eléctrica las misma que es conducida por dichas resistencias haciendo que al contacto con el fluido las moléculas del fluido se agiten a grandes velocidades y haciendo que entre ellas liberen energía en forma de calor. Una de las aplicaciones de este tipo de intercambiador es para cuando se tiene crudo emulsionado y se quiere mejorar el proceso de separación entre el agua y el crudo, los cuales los hacen muy utilizados en las industrias petroleras.
    • APLICACIONES DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR. Intercambiador de Calor: Realiza la función doble de calentar y enfriar dos fluidos. Condensador: Condensa un vapor o mezcla de vapores. Enfriador: Enfría un fluido por medio de agua. Calentador: Aplica calor sensible a un fluido. Rehervidor: Conectado a la base de una torre fraccionadora proporciona el calor de reebulición que se necesita para la destilación. Vaporizador: Un calentador que vaporiza parte del líquido.
    • INTERCAMBIADORES DE UN SOLO PASO Y DE MÚLTIPLES PASOS.Un método que combina las características de dos omás intercambiadores y permite mejorar eldesempeño de un intercambiador de calor es tenerque pasar los dos fluidos varias veces dentro de unintercambiador de paso simple.Cuando los fluidos del intercambiador intercambiancalor más de una vez, se denomina intercambiador demúltiplepasos . Sí el fluido sólo intercambia calor en una solavez, se denomina intercambiador de calor de pasosimple o deun solo paso.
    • Intercambiadores RegenerativosEs aquel que se utiliza el mismo fluido (el fluidocaliente y el fluido frío es el mismo). Losintercambiadores regenerativos son comúnmenteutilizados en sistemas con temperaturas altas dondeuna porción del fluido del sistema se remueve delproceso principal y éste es posteriormente integradoal sistema. Intercambiadores no RegenerativosLos intercambiadores de calor no-regenerativos usanfluidos separados para calentar y enfriar.
    • Existen tres formas de intercambios de calor en los dispositivos…  Transferencia de calor convectiva del fluido hacia la pared interna del tubo  Transferencia de calor conductiva a través de la pared del tubo  Transferencia de calor convectiva desde la pared externa del tubo hacia el fluido exterior.
    • INTERCAMBIADORES DE CALOR MAS USADOS. También tenemos uno en particular cuando se requiere grandes cantidades de intercambio de calor,Entre los intercambiadores o a su vez cuando sede calor mas utilizados manejan caudalestenemos a los mayores a los que seintercambiadores de puede manejar en unsuperficie, en los cuales el intercambiador deintercambio de calor se lo doble tubo, estosrealiza atreves de paredes tipos demetálicas que separan el intercambiadores sonflujo caliente del flujo frio. llamados de coraza y haz de tubos.
    • Otro de los mas utilizados industrialmente es elintercambiador de doble tubo por ser el mas simple tanto como para el diseño mismo como para su fabricación. Otra forma de detallar cuales son los intercambiadores mas utilizados se debe a los costos de los mismos, siendo los mas económicos en el mercado los intercambiadores de placas y coraza, debido al grado de complejidad bajo que tienen al momento de su construcción.
    • APLICACIONESINDUSTRIAS ALIMENTICIAS INDUSTRIA QUIMICA INDUSTRIA MARITIMA CALEFACCIÓN Y ENERGÍA SOLAR INDUSTRIA DE AIRE ACONDICIONADO
    • CONCLUSIONES. Los intercambiadores de calor sonequipos utilizados esencialmente para elintercambio de calor entre dos fluidos a diferentes temperaturas. Para el análisis y entendimiento de cada uno de los tipos de intercambiadores es muy necesario identificar cada uno de ellos de acuerdo a su operación, fabricación y superficie de intercambio. El intercambio de calor en los diferentes tipos de intercambiadores utilizan esencialmente principios básicos de intercambio de calor, como la conducción y convección.