REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO POPULAR PARA LA EDUCACIÓN I.U.P SANTIAGO MARIÑO EXTENSIÓN MATURÍN
Intercambiadores Intercambiadores De Calor: Flujo Cruzado
INDICE 1
laura INTRODUCCIÓN
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Un intercambiador de calor es un dispositivo construido para transferir eficientemente energía calórica de un fluido a otro, a través de una superficie sólida. En el diseño de un intercambiador de calor son utilizados los principios de convección y de conducción de calor. No ocurre transporte radiactivo de energía calórica entre el intercambiador y el ambiente salvo que el dispositivo no se encuentre debidamente aislado o que su superficie esté muy caliente. El intercambiador de calor tiene muchos usos en los procesos de ingeniería. En la actualidad, la mayoría de los intercambiadores de calor no son puramente de flujo paralelo, contraflujo o flujo cruzado; estos son comúnmente una combinación de los dos o tres tipos de intercambiador. Desde luego, un intercambiador de calor real que incluye dos, o los tres tipos de intercambio descritos anteriormente, resulta muy complicado de analizar. La razón de incluir la combinación de varios tipos en uno solo, es maximizar la eficacia del intercambiador dentro de las restricciones propias del diseño, que son: tamaño, costo, peso, eficacia requerida, tipo de fluidos, temperaturas y presiones de operación, que permiten establecer la complejidad del intercambiador. En los sistemas mecánicos, químicos, nucleares y otros, ocurre que el calor debe ser transferido de un lugar a otro, o bien, de un fluido a otro. Los intercambiadores de calor son los dispositivos que permiten realizar dicha tarea. Un entendimiento básico de los componentes mecánicos de los intercambiadores de calor es necesario para comprender cómo estos funcionan y operan para un adecuado desempeño.
Intercambiadores De Calor. 3
Como se menciono anteriormente, un intercambiador de calor es un componente que permite la transferencia de calor de un fluido (líquido o gas) a otro fluido. Entre las principales razones por las que se utilizan los intercambiadores de calor se encuentran las siguientes: Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura. Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor temperatura. Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor temperatura. Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido gaseoso con mayor temperatura. La función de los intercambiadores de calor es la transferencia de calor, donde los fluidos involucrados deben estar a temperaturas diferentes. Se debe tener en mente que el calor sólo se transfiere en una sola dirección, del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor temperatura. En los intercambiadores de calor los fluidos utilizados no están en contacto entre ellos, el calor es transferido del fluido con mayor temperatura hacia el de menor temperatura al encontrarse ambos fluidos en contacto térmico con las paredes metálicas que los separan.
Intercambiadores Con Corrientes Cruzadas En la mayoría de los casos, en los intercambiadores que nos encontramos en la vida práctica, los fluidos circulan perpendicularmente entre sí o en direcciones aproximadas ortogonales, que aceptaremos como perpendiculares. Un ejemplo de interés en refrigeración, es el que se produce en los aerorrefrigeradores. En estos equipos, el aire es impulsado por los ventiladores e incide perpendicularmente sobre los tubos dotados de aletas. Los intercambiadores de flujo cruzado Son muy frecuentes cuando uno de los dos fluidos es un gas, siendo típico el ejemplo de calefacción de aire con vapor de agua. En la figura siguiente se muestra el caso más característico. Uno de los fluidos, generalmente líquido, circula por el interior de los tubos, mientras que el otro, gas, lo hace perpendicularmente por convección natural o forzada. A su vez, uno o los dos fluidos, pueden circular canalizados, es decir, confinados en un espacio determinado a
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base de tabiques o paredes separadas, lo que influye en los gradientes de temperatura y el valor del coeficiente global de transmisión de calor.
El tipo de intercambiadores que utilizan en las industrias de procesos químicos, es el dispositivo de carcasa y tubo. Para asegurarse de que el fluido del lado de la carcasa circule transversalmente a los tubos, ocasionando así una mayor transferencia de calor, se colocan en la carcasa unos deflectores, dependiendo del montaje de entrada en los extremos del intercambiador, se pueden utilizar uno o más pasos de tubos. Los intercambiadores de calor de corrientes cruzadas se emplean generalmente para calentar aire o gases y en aplicaciones de refrigeración. En un intercambiador de este tipo, se puede hacer circular un gas a través de un haz de tubos, mientras que en el interior de los tubos se utiliza otro fluido, con fines de calentamiento o de refrigeración.
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En este caso el gas circula a través de haces de tubos de aletas, por lo que es no mezclado puesto que está confinado en canales separados por las aletas, según pasa a través del intercambiador. Este intercambiador es típico entre los utilizados en las aplicaciones de acondicionamiento de aire.
Si un fluido no es mezclado, puede haber un gradiente de temperatura tanto paralelo como normal a la dirección de la corriente, mientras que cuando el fluido es mezclado, y como resultado del mezclado, la temperatura del fluido tendera a igualarse en la dirección normal a la corriente.
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En la imagen se da un perfil aproximado de temperatura del gas que circula por el intercambiador del calor según la figura, habiendo supuesto que el gas se calienta al atravesar el intercambiador. El intercambiador de calor de flujo cruzado uno de los fluidos fluye de manera perpendicular al otro fluido, esto es, uno de los fluidos pasa a través de tubos mientras que el otro pasa alrededor de dichos tubos formando un ángulo de 90° Los intercambiadores de flujo cruzado son comúnmente usado donde uno de los fluidos presenta cambio de fase y por tanto se tiene un fluido pasado por el intercambiador en dos fases bifásico. Un ejemplo típico de este tipo de intercambiador es en los sistemas de condensación de vapor, donde el vapor exhausto que sale de una turbina entra como flujo externo a la carcasa del condensador y el agua fría que fluye por los tubos absorbe el calor del vapor y éste se condensa y forma agua líquida. Se pueden condensar grandes volúmenes de vapor de agua al utiliza este tipo de intercambiador de calor.
Se distingue principalmente entre los intercambiadores de calor los multitubulares y de placas. Y aunque los segundos presentan innumerables ventajas frente a los primeros, sus usos están limitados por cuestiones tecnológicas, por lo cual los intercambiadores de carcasa y tubos siguen siendo los más empleados.
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Eliezer Intercambiadores De Carcasa Y Tubos: En éstos, uno o los dos fluidos realizan varios recorridos o "pasos" por el cambiador, en la figura siguente se muestran unos ejemplos. Así, si el fluido frío pasa una sola vez por los tubos y el caliente una sola vez por la carcasa, el cambiador se denomina 1-1; si los pasos son 1 y 2 respectivamente, pasa a llamarse 1-2; y así, los hay 2-4, 2-6, etc.
En todos los cambiadores multitubulares, el fluido que circula por la carcasa se ve obligado a atravesar el bloque de tubos con flujo cruzado más que en paralelo, forzado por la presencia de unos tabiques deflectores perpendiculares a los tubos. De esta forma se consigue una mayor turbulencia y por tanto un valor más alto del coeficiente de transmisión de calor para el fluido externo.
Los Intercambiadores Multitubulares Están Constituidos Fundamentalmente Por: ± Un haz de tubos por el interior de los cuales circula uno de los fluidos (fluido de tubos). ± Una envolvente, llamada carcasa, que rodea el haz de tubos y por cuyo espacio circula el segundo fluido (fluido de carcasa). ± Dos cierres en los extremos de la carcasa, llamados cabezales, los cuales distribuyen los fluidos. Como cada partícula de fluido puede recorrer el cambiador más de una vez, los intercambiadores de carcasa y tubos se identifican por el número de pasos por carcasa y 8
tubos, designando primero el número de pasos por carcasa y después el número de pasos por tubos. El paso es el número de veces que un fluido recorre la longitud total del intercambiador de calor. Así, un intercambiador en equicorriente o contracorriente es un cambiador (1-1) si presenta un paso por carcasa y un paso por tubos. Un cambiador (1-2) presenta un paso por carcasa y dos pasos por tubos.
Funcionamiento La pared de los tubos separa a ambos fluidos, y dado que el calor transferido depende de la superficie de contacto entre ellos, para ofrecer una mayor superficie, y por tanto una mayor transferencia térmica entre fluidos, se dispone un gran número de tubos de pequeño diámetro. Por esa razón nos interesará colocar el mayor número de tubos lo más finos posibles, pero siempre con una consistencia mecánica adecuada. Los tubos suelen estar hechos de aceros al carbono, aceros inoxidables, o incluso de otros materiales, siempre y cuando el cambiador sea de baja responsabilidad. Para aumentar la transferencia térmica se colocan en la carcasa una serie de segmentos cortados, llamados bafles, pantallas o deflectores, que se emplean para favorecer la turbulencia del líquido dentro de la carcasa y de este modo aumentar el intercambio. Además, contribuyen a evitar el pandeo y las vibraciones de los tubos al dar rigidez al conjunto. El arreglo o distribución de los tubos depende de la situación particular, dado que mientras que un arreglo cuadrado permite la limpieza mecánica, uno triangular favorece la turbulencia y por tanto aumenta el rendimiento. Esto último es debido a que al no encontrarse alineados los tubos, se interrumpe el camino, forzando el régimen turbulento que aumenta el coeficiente convectivo. Además, el arreglo triangular permite el alojamiento del máximo número de tubos.
Tipos
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Debido a las necesidades impuestas tanto por dilatación térmica como por limpieza del intercambiador existen un total de tres soluciones que ofrecen solución a estas necesidades. Así, mientras que el tipo de intercambiador más simple es el de placas fijas, cuando existen problemas de temperatura habrá que recurrir a uno de tubos en U o de cabezal flotante, siendo este último el apropiado si se requiere la limpieza mecánica del interior de los tubos.
Placas fijas : son los más económicos, y permiten alojar el máximo número de tubos en el interior de la carcasa, pero debido a que la carcasa no se puede abrir, ya que forma una única pieza con los espejos y tubos, no puede limpiarse mecánicamente la envolvente. Lo que si se puede limpiar es el interior de los tubos dado que son accesibles al sacar las tapas. Además, sólo se puede usar si la diferencia de temperaturas entre envuelta y tubos es pequeña, de modo que la dilatación o contracción no sean apreciables.
Tubos en U: aunque presenta el inconveniente de no permitir la limpieza mecánica por el interior de los tubos debido a la existencia de los codos, es la opción económica cuando existe dilatación diferencial, dado que al no tener cabezal posterior permite la expansión de los tubos dentro de la carcasa.
Cabezal flotante: aunque es el más caro es el más empleado, dado que el haz de tubos puede dilatar con independencia de la carcasa y puede desmontarse, con lo que se permite la limpieza mecánica tanto para carcasa como para tubos. Esto se debe a que mientras que una de las placas es fija entre las bridas de la carcasa y el cabezal de distribución, la otra puede moverse libremente por el interior de la carcasa al presentar un diámetro inferior.
Criterios De Circulación De Los Fluidos El fluido deberá circular por el interior de los tubos cuando se ensucie o produzca incrustaciones más rápidamente que el otro. A intensidad de producción de 10
incrustaciones iguales, el de mayor presión o el de temperatura media más alejada de la temperatura ambiente. Si el fluido es corrosivo, también irá por el interior de tubos, para evitar que la carcasa también sea de un material especial. El fluido más viscoso irá por la envuelta para aumentar el coeficiente global de transferencia.
Factor De Ensuciamiento Las superficies de transferencia en un intercambiador perderán eficiencia, después de un período de tiempo de operación, debido a la formación de incrustaciones, acumulación de suciedad, corrosión, etc. Para tener en cuenta la reducción del intercambio térmico que provocan, se recurre al factor de ensuciamiento, que se determina de forma experimental en función del tipo de fluido y la velocidad del mismo. Generalmente, el recubrimiento que genera el ensuciamiento se considera por medio de unas resistencias térmicas adicionales (interior y exterior), conocidas como resistencias de ensuciamiento, que dan como resultado la disminución en el rendimiento del intercambiador.
R fun=R sucio + R limpio
Luis Los intercambiadores de calor de placas, como el que se muestra en la figura 2, consisten en placas estándares, que sirven como superficies de transferencia de calor y un armazón para su apoyo. Hay varios tipos de intercambiadores de calor de placa que incluyen: con empaques o se sellos, soldados y semisoldados.
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Los i t
i ores de ca lor de p laca son de uso frecuen t e en f luidos de ba ja
viscos idad con demandas moderadas de temperaturas y pres i n, tí picament e por deba jo de los 150°C El mater ial de los sellos se eli e preferent ement e para sopor tar la
temperatura de operac i n y conforme a las caracter ísticas del lí uido de proceso. Los intercambiadores de calor de placas y marco cons isten en una ser ie de p lacas acana ladas que se mon tan en un marco y se af ianzan con abrazaderas. Cada placa se hace de una ma ter ial prensab le (acero inoxidable, níquel, titanio, etc.) y se forma con una ser ie de corrugac iones. El paquet e tambi n incluye una junta o sello. La junta o sello contiene la presi n y controla el f lu jo. Las placas son ensamb ladas en paquet es montados sobre unos r ieles guías que se encuentran tanto en la par te infer ior como super ior y se mantienen unidas a pres i n por medio de tornillos de compres i n.
El arreglo de la junta de cada placa distr i buye el medio caliente y fr ío en cana les de f lu jo alternados a través del paquete de placas.
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No
todos los procesos son iguales por lo que no todas estas necesidades se pueden
cubr ir con el mismo diseño, y el desarro llo tecnol gico nos da la opor tunidad de resolver las neces idades industr iales con un nuevo d iseño, el ³intercambiador de casco y placas´. Lo que podr ía ser una comp licada selecci n es ahora un cam ino senc illo a segu ir con los nuevos intercambiadores de ca lor de casco y p lacas. El intercambiador de ca lor de casco y p lacas ofrece un func ionamiento térmico equi parab le a un int ercamb iador de ca lor de placa con la capacidad de sopor tar la presi n y la temperatura de un intercambiador de casco y tubo. Los usos incluyen
transferencia térmica simple de líquido a líquido, condensadores, evaporadores, las cascadas, y los enfr iadores de aceite. En el inter ior de estos intercambiadores (f igura 3) se encuentra un paquete de p lacas circu lares totalment e soldadas; este paquete se encuentra montado y protegido por un casco el cual es un rec i pient e a presi n.
Los intercambiadores de ca lor de casco y p lacas son extremadament e ef icientes debido a la alta turbu lencia creada por la geometr ía comple ja de cada paso de la placa. La elevada turbulencia conduce a un coef iciente mucho más a lto de transferenc ia de ca lor comparado con los intercambiadores de ca lor convencionales, es decir que requ ieren de menor superf icie de transferenc ia de ca lor para rea lizar un traba jo dado. Esto demuestra 13
que no sólo son compactos sino que también son rentab les pues se requ iere menos mater ial para su fabr icación. Además de las venta jas en su tamaño compacto y su versa tilidad, el intercambiador de casco y p lacas es muy durab le. Esto es deb ido a que los casetes de placas circu lares, a l ser soldados en su totalidad y por su prop ia estructura, proveen suf iciente r igidez para eliminar la vi bración por inducción y permitir le un diseño para muy a ltas pres iones. Una gran venta ja en la estructurac ión de este ti po de equi pos es que los fabr icantes han demostrado que el equi po puede sufr ir congelación s in de tr imento de sus caracter ísticas mecánicas, deb ido a que los caset es están contenidos en un rec i piente a presión que hace la función de marco. En este ti po de intercambiadores el r iesgo de t ener contaminación cruzada es nu lo, ya que las placas circu lares es tán totalment e soldadas formando los casetesy no cuentan con ningún ti po de empaque, como se puede ver en la f igura 4, lo que por cons iguient e nos lleva a ba jos cos tos de mant enimiento por camb ios de empaques.
Finalmente la elección de un intercambiador de calor depende de var ios factores entre
los que se encuen tran el económico, de aplicación, de operac ión y por supues to del cr iter io del ingeniero de proyectos. A continuac ión se presenta una tabla de las caracter ísticas de cada uno de los intercambiadores.
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Fabr i aci
Al as Para Intercambiadores
Se fabr ican de una gran var iedad de ti pos y se emplean pr inci pa lment e para el enfr iamiento y ca lentamiento de gases en f lu jo cruzado. Las a letas helicoidales de la f igura a) se clasif ican como transversa les y su jetan a var ias formas tales como inser tos, expandiendo el metal mismo para formar las o soldando una c inta metálica en el tubo en una forma continua. Las a letas de ti po disco son también del ti po transversa l y usualment e se sueldan a l tubo o se su jetan a él mediante contracción, como se mues tra en la f igura b y c
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Las a letas de ti po espina y ti po diente o esp iga, emplean conos, p irámides o cilindros que se exti enden desde la superf icie del tubo de manera que se pueden u tilizar para f lu jo
longitudinal o f lu jo cruzado.
Mater iales De Construcc i n El mater ial más común de los int ercamb iadores de ca lor es el acero a l carbono. La construcción de acero inoxidable se utiliza a veces en los servicios de p lantas químicas y en la industr ia de a liment os donde se neces itan a ltas condiciones de aseps ia y, en raras ocas iones, en las ref iner ías petroleras. Las ³a leaciones´ en servicios en p lantas químicas y petroqu ímicas, en orden aproximado de utilización, son el acero inoxidable de la ser ie 300, el níquel, el metal monel, las a leaciones de cobre, a luminio, el Inconel, e l acero inoxidable de la ser ie 400, y otras a leaciones. En servicios de ref iner ías petroleras, el orden de frecuenc ia cambia y
las aleaciones de cobre (para unidades enfr iadas por agua) ocupan e l pr imer lugar, y e l acero de aleación ba ja el segundo. Los tubos de a leaciones de cobre, sobre todo el latón Admiralty inhi bido, se emp lean en general con enfr iamiento por agua. Los cabeza les del lado de los tubos para el servicio con agua se hacen en gran var iedad de ma ter iales: acero al carbono, a leaciones de cobre, h ierro colado, acero a l carbono con p intura espec ial o recubier ta con p lomo o p lástico.
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Construcción No Metálica Existen intercambiadores de tubo y coraza con tubos de vidrio. Los intercambiadores de calor de tubo y coraza de acero tienen una presión de diseño máxima de 75 psi, en cambio los fabricados con vidrio tiene una presión de diseño máxima de 15 psi. Todos los tubos tienen libertad para expandirse, ya que se emplea un sellador de teflón en la unión del espejo al tubo
Ensuciamiento Y Formación De Escamas El ensuciamiento se refiere a cualquier capa o depósito de materias extrañas en una superficie de transferencia de calor, comúnmente estos materiales tienen baja conductividad térmica (son malos conductores de calor y entorpecen la transferencia de calor), lo que provoca una mayor resistencia a la transferencia de calor. En los equipos de transferencia se producen varios tipos diferentes de ensuciamiento. La sedimentación es deposición de materiales finamente divididos, a partir del fluido de proceso. La formación de escamas se debe, con frecuencia, a la cristalización de un material cuya solubilidad, a la temperatura de la pared del tubo, es más baja que a la temperatura promedio del fluido. Muchas corrientes de proceso reaccionan y el material resultante, menos soluble, se deposita en la superficie como una película, con frecuencia de una resistencia y espesor considerable. Los productos de la corrosión pueden oponer una resistencia importante a la transferencia de calor. Los crecimientos biológicos, como las algas, constituyen un problema grave en muchas corrientes de agua de enfriamiento y en la industria de la fermentación.
Retiro De Depósitos De Suciedad El retiro químico de la suciedad se puede lograr en algunos casos con ácidos débiles, disolventes especiales, etc. Otros depósitos se adhieren con debilidad y se pueden lavar mediante el funcionamiento periódico a velocidades muy altas o un 17
enjuague con un chorro de agua, una lechada de agua y arena o vapor a alta velocidad. Estos métodos se pueden aplicar tanto al lado de la coraza como el de los tubos sin retirar el haz de tubos. Sin embargo la mayor parte de los depósitos se pueden retirar mediante una acción mecánica positiva, como la introducción de una varilla, la acción de una turbina o el raspado de la superficie. Estas técnicas se pueden aplicar del lado de los tubos sin sacar el haz de tubos; pero en el lado de la coraza sólo se puede hacer esto después de retirar el haz, e incluso entonces, esto será con un éxito limitado, debido a la cercanía de los tubos.
Yamal plicaciones De Los Intercambiadores De Calor Los intercambiadores de calor se encuentran en muchos sistemas químicos o mecánicos. Estos sirven, como su nombre lo indica, para ganar calor o expeler calor en determinados procesos. Algunas de las aplicaciones más comunes se encuentran en calentamiento, ventilación, sistemas de acondicionamiento de espacios, radiadores en máquinas de combustión interna, calderas, condensadores, y precalentadores o enfriamiento de fluidos. En este apartado se revisan algunas aplicaciones específicas de intercambiadores de calor.
Equipos De Transferencia De Calor Más Comunes En La Industria. Serpentines Los serpentines son unidades de transferencia hechas de tubo liso o aleteado por los que circula un fluido en el interior de los tubos y otro se ubica dentro de un área confinada, estos equipos pueden verse comúnmente en ollas de calentamiento, contenedores de agua helada, calentadores de aire, enfriadores de aire, chaquetas de autoclaves etc. La configuración de los serpentines es muy variada, aunque el principio establece que la unidad debe tener una longitud definida y el fluido entra y sale por el
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mismo tubo. Los serpentines suelen conseguirse en configuraciones helicoidales rectas en U etc.
Evaporadores Los Evaporadores son intercambiadores que se encargan de enfriar fluidos por un proceso de expansión de gas el cual circula a través del interior de los tubos y enfría el fluido que circula por la carcaza. Los Evaporadores son equipos normalmente usados en los dispositivos de enfriamiento de agua tales como Chiller o para enfriamiento de gases o aire tal es el caso de los aires acondicionados. Su configuración puede estar dada en equipos de tubo coraza o flujo cruzado.
Condensadores Se conoce como unidad condensadora a todo aquel intercambiador que cumple una función de disminución de temperatura, ya sea para gases, vapores otros. La configuración de un condensador puede ser de tubo coraza, placas y superficies extendidas. Los condensadores son generalmente equipos que se encuentran en los procesos de cambios de fase de gases a líquidos, los equipos de calefacción de líquidos con vapor son a su vez condensadores de vapor. En los ciclos de refrigeración los condensadores tienen la función de enfriar el gas refrigerante ya sea por flujo cruzado gas-aire o gas-agua.
Las unidades Chiller Están conformadas por dos elementos de transferencia de calor un evaporador y un condensador, además de los elementos clásicos del ciclo de refrigeración (compresor, válvula de expansión, filtros etc.) los Chiller son unidades que se encargan de enfriar agua para aplicaciones varias. Este proceso se realiza mediante la compresión de un gas refrigerante el cual sale comprimido de la bomba o compresor a una temperatura de aproximadamente 80 grados, circula a través del compensador manteniendo la presión y bajando la temperatura a 40 grados aproximadamente luego pasa por la válvula de expansión donde el gas se expande produciendo su enfriamiento, el gas circula dentro de los tubos del evaporador donde se genera la transferencia con el agua enfriándola hasta una temperatura que puede oscilar entre 1 y 4 grados (o menos de acuerdo al control). 19
Torres de enfriamiento
Las torres de enfriamiento Son unidades que se encargan de enfriar agua por un proceso de división de la partícula de agua y su posterior circulación por una corriente de aire forzado logrando reducir la temperatura de la gota de agua en el proceso. Estos sistemas tienen ventajas y desventajas bien marcadas. Las torres de enfriamiento son unidades abiertas donde el agua de un determinado proceso llega al tope de la torre a una temperatura máxima de 60 grados centígrados. Esta entra a los rociadores de tope que se encargan de separar él liquido en la mayor cantidad de partículas posibles, estas caen en un relleno ubicado a los lados de la torre donde establece un recorrido en contra flujo con una columna de aire forzado, las partículas de agua recorren el relleno hasta enfriarse (1 o 2 grados por encima de la temperatura de la columna de aire) y llegan hasta la bandeja de fondo donde se retorna al proceso. Las temperaturas máximas que manejan las torres de enfriamiento constituyen una limitante importante, así como la contaminación del agua de proceso por el contacto directo con el aire ambiental, los tratamientos de esta agua son por lo general costosos y requieren de mantenimientos constantes, sin embargo la posibilidad de enfriar grandes volúmenes de agua logra compensar sus debilidades.
Torres evaporativas Las torres de tipo evaporativas tienen un comportamiento similar al de las torres de enfriamiento, con la diferencia de que el agua de proceso se encuentra en un ciclo cerrado a través de un serpentín en el tope de la torre, produciéndose el enfriamiento del agua de proceso por intermedio del rociado de agua sobre la superficie del serpentín acompañado de aire forzado, el agua cae al fondo de la tina y es nuevamente bombeado al tope de la torre para volver a cumplir el proceso. Una de las ventajas de estos equipos es que el agua de proceso se contamina muy poco ya que se encuentra en un ciclo cerrado, sin embargo su costo es sustancialmente superior al de las torres de enfriamiento.
Calentadores de vapor 20
Los calentadores de vapor son por lo general intercambiadores de tubo coraza por los que circula vapor por la coraza y agua o gas por el interior de los tubos, existen también calentadores de aceite térmico y de resistencia eléctrica.
fter cooler ± pre cooler
A
Estos equipos son utilizados normalmente en unidades de compresión de aire ya sean de una o varias etapas. Por lo general los compresores de aire de una etapa poseen un intercambiador a la salida de aire comprimido de tipo tubo coraza agua-aire o flujo cruzado aire-aire, estos equipos son conocidos como after cooler o post enfriadores su función es bajar la temperatura del aire comprimido hasta niveles idóneos de trabajo dentro de la planta. Lospre-cooler son equipos utilizados en compresores de múltiples etapas para enfriar el aire que sale de una etapa y entra en la siguiente, por lo general estos son de tubo coraza.
Fin fan cooler Estos equipos están compuestos de una unidad de flujo cruzado con un ventilador alineado a la superficie plana del intercambiador con la finalidad de hacer circular aire a través de la tubería aletada y enfriar el fluido que corre por dentro de los tubos.
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CONCLUSION Lo más importante de un intercambiador de calor, es que desarrolle su función en la forma más precisa posible, para lo cual es necesario una exactitud en sus cálculos, de tal manera que cumpla con el equilibrio termodinámico para lo cual será aplicado. Un sobredimensionamiento o subdimensionamiento térmico del intercambiador, va en desmedro de las demás partes del sistema. El papel de los intercambiadores térmicos ha adquirido una creciente importancia recientemente al empezar a ser conscientes los técnicos de la necesidad de ahorrar energía. En consecuencia se desea obtener equipos óptimos, no sólo en función de un análisis térmico y rendimiento económico de lo invertido, sino también en función del aprovechamiento energético del sistema El diseño térmico de los intercambiadores es un área en donde tienen numerosas aplicaciones los principios de transferencia de calor. El diseño real de un intercambiador de calor es un problema mucho más complicado que el análisis de la transferencia de calor porque en la selección del diseño final juegan un papel muy importante los costos, el peso, el tamaño y las condiciones económicas. Así por ejemplo, aunque las consideraciones de costos son muy importantes en instalaciones grandes, tales como plantas de fuerza y plantas de proceso químico las consideraciones de peso y de tamaño constituyen el factor predominante en la selección del diseño en el caso de aplicaciones especiales y aeronáuticas
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BIBLIOGR AFIA
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