TRANSFERENCIA DE CALOR

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TRANSFERENCIA DE CALOR

TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR SEGÚN LA DIRECCIÓN DE LOS FLUIDOS

Combinada.

Permiten que uno de los fluidos pueda circular tanto en paralelo como en contracorriente. Por ejemplo, en un intercambiador de calor tubular en el que el fluido caliente fluya por la carcasa, el fluido frío podría pasar dos veces por el interior del intercambiador, una en cada sentido, para maximizar el intercambio térmico.

CONTRAFLUJO

Los fluidos se desplazan en la misma dirección, pero en sentidos contrarios, por lo que entran al intercambiador por extremos opuestos. Este tipo de intercambiador es más eficiente que el de flujo paralelo.

Cruzada

Los fluidos recorren el intercambiador de forma perpendicular con respecto al otro, pero no se tocan, puesto que uno pasa a través del tubo y el otro lo rodea. Su aplicación es más común cuando uno de los fluidos en circulación cambia de fase dentro del aparato.

Paralela

El fluido caliente, que circula por el tubo interior, y el frío, que circula por el exterior, fluyen en la misma dirección y en el mismo sentido.

FORMAS EN LA QUE SE PRESENTA EL CALOR

CALOR ESPECÍFICO

Se trata de la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado la temperatura de un gramo de masa de un compuesto.

CALOR SECO

Consiste en un método térmico de esterilización que genera en los microorganismos que conforman al cuerpo un efecto similar al horneado.

CALOR SENSIBLECALOR SENSIBLE

Es el calor que genera una modificación en la temperatura del cuerpo que lo percibe pero que no interfiere en su estructura molecular ni produce cambios de fase.

CALOR LATENTE

Es la energía necesaria para modificar la fase de determinado volumen de una sustancia, es decir, su estado (sólido, líquido o gaseoso). En el cambio de estado de sólido a líquido, el calor latente se denomina de fusión. En el cambio de estado de líquido a gaseoso, el calor latente se llama calor de vaporización. Estas transiciones se dan sin cambios de temperatura.

Es un fenómeno bastante común que consiste en el intercambio de energía (propagación de calor) de alrededores, o viceversa. sistema con sus Se debe, principalmente, a una diferencia de temperatura que hay entre el sistema y sus alrededores. Esta diferencia de temperatura fomenta el intercambio de energía que cesa una vez que las temperaturas se igualan, tanto la del sistema como la de sus alrededores.

¿Qué es el calor?

"El calor es una medida de la energía cinética total de todos los átomos o moléculas presentes en una sustancia."

El calor es la energía en movimiento o en tránsito. Lo podemos definir de la siguiente manera:

¿Qué es un intercambiador de calor?

Un intercambiador de calor puede ser tan simple como dos tuberías concéntricas. Un fluido corre por el tubo interno mientras otro lo hace en el espacio anular entre ambos tubos. El calor se transfiere del fluido caliente al frío a través de la pared que los separa.

Son dispositivos donde dos corrientes de fluido en movimiento intercambian calor sin mezclado. Los intercambiadores de calor se usan ampliamente en varias industrias y su diseño es variado.

Aplicaciones de la Transferencia de calor

En el sector industrial, los equipos como intercambiadores de calor, calderas, hornos, condensadores, calentadores, baterías refrigeradores y paneles solares están diseñados principalmente sobre la base del análisis de transferencia de calor. Equipos más sofisticados como coches y aviones requieren estos estudios que permita evitar calentamientos no deseados de motores o de habitáculos.

TIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Radiación

Es el calor emitido por un cuerpo debido a temperatura, en este caso no existe contacto entre los cuerpos, ni fluidos intermedios que transporten el calor.

Convección

La transferencia de calor por convección forma de transferir el calor cuando un líquido o un gas se mueve.

Conducción

Consiste transferencia de calor entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente temperatura se produzca que sin transferencia de materia entre ellos.

FACTORES DE ENSUCIAMIENTO

DEPOSICIÓN

Ocurre cuando la velocidad del fluido cae por debajo de un nivel crítico y las partículas contenidas dentro del fluido se depositan sobre la superficie.

BIOLÓGICO

Causado por el crecimiento de organismos dentro del fluido, que se depositan sobre las superficie del intercambiador de calor.

CORROSIÓN

Se origina cuando una capa de productos corrosivos se acumula sobre las superficies del tubo, formando una capa extra de material de alta resistencia.

QUÍMICO

Sucede cuando los cambios químicos dentro del fluido hacen que una capa de suciedad se deposite sobre la superficie del tubo.

APLICACIONES

Sirve para ganar calor o expeler calor en determinados procesos.

Algunas aplicaciones más comunes son:

Calderas

Condensadores

Precalentadores o enfriamiento de fluidos.

Ventilación

Radiadores en máquinas de combustión interna

Sistemas de acondicionamiento de espacios

Calentamiento

Sistemas químicos y mecánicos.

TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

Intercambiador de calor indirecto

Donde ambos medios están separados por una pared a través de la cual se transfiere el calor, esta pared impide que los fluidos se mezclen, puesto que están separados por ejemplo por un tubo o por otro elemento (como las placas o los intercambiadores multitubulares).

Intercambiador de calor directo

Donde ambos medios están en contacto directo entre sí. Se da por sentado que los medios no se mezclan. Un ejemplo de este tipo de intercambiador de calor es una torre de enfriamiento, donde el agua se enfría a través del contacto directo con el aire.

FUNCIONAMIENTO INTERCAMBIADOR

Transferencia de calor en un intercambiador:

Conductiva:

La que se produce a través de la propia placa o tubo.

Convectiva:

El fluido caliente transmite su calor a la pared interna del tubo o de la placa. El calor se transmite desde la parte externa del tubo o placa al fluido con menor temperatura.

Principio cero de la termodinámica

"Cuando dos objetos (en nuestro caso, fluidos) a distinta temperatura entran en contacto, se produce una transferencia de calor entre ambos hasta que se llega al equilibrio térmico."