Autor: MSc. LUIS MONCADA ALBITRES - UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO (PERU)Descripción completa
Descripción: Ing Mecánica
tipos y características de los intercambiadores de calorDescripción completa
Informe de laboratorio, en dónde se explica como pudimos encontrar coeficiente de calor para intercambiador de placas y de tubos y carcasa.Full description
Intercambiadores de CalorDescripción completa
manual de intercambiadores de calorDescripción completa
Manual Intercambiadores de CalorDescripción completa
INTERCAMBIADORES DE CALORDescripción completa
Informe de laboratorio, en dónde se explica como pudimos encontrar coeficiente de calor para intercambiador de placas y de tubos y carcasa.Descripción completa
Descripción: Presentacion de intercambiadores de calor
tipos y características de los intercambiadores de calorDescripción completa
Descripción de los distintos tipos de intercambiadores de calorDescripción completa
Autor: Eduardo CaoDescripción completa
Descripción completa
Descripción completa
experiencia sobre el intercambio de calir
reporte de intercambidores de calor de tubo y coraza, tubos concentricos y de placasDescripción completa
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA ESPAÑA DE DURANGO
ING. MECÁNICO ELECTRICISTA QUINTO CUATRIMESTRE
ELECTRÓNICA I INTERCAMBIADORES DE CALOR
DOCENTE: Ing. Norma Gurrola Castillo. ALUMNO: Dishan Misael Beltrn Morales.
INTRODUCCIÓN Los inter"am+ia#ores #e "alor son a0aratos ue 1a"ilitan el inter"am+io #e "alor entre #os 1lui#os ue se en"uentran a tem0eraturas #i1erentes * e8itan al mismo tiem0o ue se me3"len entre s;. En la 0r"ti"a$ los inter"am+ia#ores #e "alor son #e uso "om6n en una am0lia 8arie#a# #e a0li"a"iones$ #es#e los sistemas #om
INTERCAMBIADORES DE CALOR Los inter"am+ia#ores #e "alor son a0aratos ue 1a"ilitan el inter"am+io #e "alor entre #os 1lui#os ue se en"uentran a tem0eraturas #i1erentes * e8itan al mismo tiem0o ue se me3"len entre s;. En la 0r"ti"a$ los inter"am+ia#ores #e "alor son #e uso "om6n en una am0lia 8arie#a# #e a0li"a"iones$ #es#e los sistemas #omo$ en tanto ue el otro lo ha"e 0or el es0a"io anular entre los #os tu+os. En un inter"am+ia#or #e "alor #e #o+le tu+o son 0osi+les #os ti0os #e #is0osi"i=n #el 1lu/o: en el 1lu/o 0aralelo los #os 1lui#os$ el 1r;o * el "aliente$ entran en el inter"am+ia#or 0or el mismo e?tremo * se mue8en en la misma #ire""i=n. -or otra 0ar@ te$ en el "ontra1lu/o los 1lui#os entran en el inter"am+ia#or 0or los e?tremos o0uestos * 1lu*en en #ire""iones o0uestas.
Otro ti0o #e inter"am+ia#or #e "alor$ #ise>a#o es0e";1i"amente 0ara lograr una gran rea su0er1i"ial #e trans1eren"ia #e "alor 0or uni#a# #e 8olumen$ es el "om0a"to. a gran rea su0er1i"ial en los inter"am+ia#ores "om0a"tos se o+tiene su/etan#o 0la"as #elga#as o aletas "orruga#as "on 0o"o es0a"io entre s; a las 0are#es ue se0aran los #os 1lui#os. Los inter"am+ia#ores "om0a"tos son #e uso "om6n en la trans1eren"ia #e "alor #e gas ha"ia gas * #e gas ha"ia l;ui#o 4o l;ui#o ha"ia gas5$ 0ara "ontrarrestar el +a/o "oe1i"iente #e trans1eren"ia #e "alor aso"ia#o "on el 1lu/o #e gases me#iante una ma*or rea su0er1i"ial. -or e/em0lo$ en el ra#ia#or #e un autom=8il$ #el ti0o "om0a"to #e agua ha"ia aire$ no "ausa sor0resa ue las aletas se en"uentren su/etas en el la#o #el aire #e la su0er1i"ie #el tu+o. En los inter"am+ia#ores "om0a"tos los #os 1lui#os suelen mo8erse #e manera 0er0en#i"ular entre s; * a esa "on1igura"i=n #e 1lu/o se le "ono"e "omo 1lu/o "ru3a#o$ el "ual to#a8;a se "lasi1i"a ms "omo 1lu/o no me3"la#o o me3"la#o$ #e0en#ien#o #e su "on1igura"i=n. En un ra#ia#or #e autom=8il los #os 1lui#os son no me3"la#os. La 0resen"ia #e la me3"la en el 1lui#o 0ue#e tener un e1e"to signi1i"ati8o so+re las "ara"ter;sti"as #e trans1eren"ia #e "alor #el inter"am+ia#or. ui3s el ti0o ms "om6n #e inter"am+ia#or #e "alor en las a0li"a"iones in#ustriales sea el #e tu+os * "ora3a. Estos inter"am+ia#ores #e "alor "ontienen un gran n6mero #e tu+os 4a 8e"es 8arios "ientos5 em0a"a#os en una "ar"asa "on sus e/es 0aralelos al #e
A 0esar #e su e?ten#i#o uso no son a#e"ua#os 0ara utili3arse en autom=8iles * a8iones #e+i#o a su 0eso * tama>o relati8amente gran#es. N=tese ue en un inter"am+ia#or #e este ti0o los tu+os se a+ren ha"ia "iertas 3onas gran#es #e 1lu/o$ llama#as "a+e3ales$ ue se en"uentran en am+os e?tremos #e la "ar"asa o en8ol8ente$ en #on#e el 1lui#o #el la#o #e los tu+os se a"umula antes #e entrar * salir #e ellos. Otro ti0o #e inter"am+ia#or #e "alor ue se rela"iona "on el 0aso alterna#o #e las "orrientes #e los 1lui#os "aliente * 1r;o a tra8
Tipos d i!"#$%&'i%do#s d $%(o# s)*! s+ $o!s"#+$$i,!. D C%#$%s% 5 "+'o. La "onstru""i=n ms +si"a * "om6n #e los inter"am+ia#ores #e "alor es el #e ti0o tu+o * "ar"a3a ue se muestra en la 1igura (. Este
ti0o
#e
inter"am+ia#or
"onsiste en un "on/unto #e tu+os en un "ontene#or llama#o "ar"a3a. El 1lu/o #e
Figura 1 – Intercambiador de carcasa y tubo.
1lui#o #entro #e los tu+os se le #enomina "om6nmente 1lu/o interno * auel ue 1lu*e en el interior #el "ontene#or "omo 1lui#o #e "ar"a3a o 1lui#o e?terno. En los e?tremos #e los tu+os$ el 1lui#o interno es se0ara#o #el 1lui#o e?terno #e la "ar"asa 0or las 0la"as #el tu+o. Los tu+os se su/etan o se suel#an a una 0la"a 0ara 0ro0or"ionan un sello a#e"ua#o. En sistemas #on#e los #os 1lui#os 0resentan una gran #i1eren"ia entre sus 0resiones$ el l;ui#o "on ma*or 0resi=n se ha"e "ir"ular t;0i"amente a tra8
D P(%"o. El inter"am+ia#or #e "alor #e ti0o 0lato$ "omo se muestra
en
la
1igura
'$
"onsiste #e 0la"as en lugar #e tu+os 0ara se0arar a los #os 1lui#os "aliente * 1r;o. Los l;ui#os "alientes * 1r;os se alternan entre "a#a uno #e las 0la"as * los +a1les #irigen el 1lu/o #el l;ui#o entre las 0la"as. a ue "a#a una Figura 2 – Intercambiador de calor de tipo plato.
#e las 0la"as tiene un rea
su0er1i"ial mu* gran#e$ las 0la"as 0ro8een un rea e?trema#amente gran#e #e trans1eren"ia #e to ue el #e "ar"a3a * tu+os 0ara la misma "a0a"i#a# #e inter"am+io #e "alor. in em+argo$ el ti0o #e inter"am+ia#ores #e 0la"a no se utili3a e?tensamente #e+i#o a la inha+ili#a# #e sellar "on1ia+lemente las /untas entre
"a#a una #e las 0la"as. De+i#o a este 0ro+lema$ el ti0o inter"am+ia#or #e la 0la"a se ha utili3a#o solamente 0ara a0li"a"iones #on#e la 0resi=n es 0eue>a o no mu* alta$ 0or e/em0lo en los re1rigera#ores #e a"eite 0ara muinas. A"tualmente se "uentan im0ortantes a8an"es ue han me/ora#o el #ise>o #e las /untas * sellos$ as; "omo el #ise>o total #el inter"am+ia#or #e 0la"a$ esto ha 0ermiti#o algunos usos a gran es"ala #e este ti0o #e inter"am+ia#or #e "alor. As;$ es ms "om6n ue "uan#o se renue8an 8ie/as instala"iones o se "onstru*en nue8as instala"iones el inter"am+ia#or #e la 0la"a est su+stitu*en#o 0aulatinamente a los inter"am+ia#ores #e "ar"a3a * tu+o.
Tipos d i!"#$%&'i%do#s d $%(o# s)*! s+ op#%$i,!. (+6o p%#%((o. Como se ilustra en la 1igura $ e?iste un 1lu/o 0aralelo "uan#o el 1lu/o interno o #e los tu+os * el 1lu/o e?terno o #e la "ar"asa am+os Figura 3 – Intercambiador de flujo paralelo.
1lu*en en la misma #ire""i=n.
En
este
"aso$ los #os 1lui#os entran al inter"am+ia#or 0or el mismo e?tremo * estos 0resentan una #i1eren"ia #e tem0eratura signi1i"ati8a. Como el "alor se trans1iere #el 1lui#o "on ma*or tem0eratura ha"ia el 1lui#o #e menor tem0eratura$ la tem0eratura #e los 1lui#os se a0ro?iman la una a la otra$ es #e"ir ue uno #isminu*e su tem0eratura * el otro la aumenta tratan#o #e al"an3ar el euili+rio t
Co!"#%1(+6o. Como se ilustra en la 1igura ,$ se 0resenta un "ontra1lu/o "uan#o los #os 1lui#os 1lu*en en la misma #ire""i=n
0ero
en
Figura 4 – Intercambiador de Contraflujo.
senti#o o0uesto. Ca#a uno #e los 1lui#os entra al inter"am+ia#or 0or #i1erentes e?tremos. a ue el 1lui#o "on menor tem0eratura sale en "ontra1lu/o #el inter"am+ia#or #e "alor en el e?tremo #on#e entra el 1lui#o "on ma*or tem0eratura$ la tem0eratura #el 1lui#o ms 1r;o se a0ro?imar a la tem0eratura #el 1lui#o #e entra#a. Este ti0o #e inter"am+ia#or resulta ser ms e1i"iente ue los otros #os ti0os men"iona#os anteriormente. En "ontraste "on el inter"am+ia#or #e "alor #e 1lu/o 0aralelo$ el inter"am+ia#or #e "ontra1lu/o 0ue#e 0resentar la tem0eratura ms alta en el 1lui#o 1r;o * la ms +a/a tem0eratura en el 1lui#o "aliente una 8e3 reali3a#a la trans1eren"ia #e "alor en el inter"am+ia#or.
(+6o $#+7%do. En la 1igura & se muestra
"omo
en
el
inter"am+ia#or #e "alor #e 1lu/o "ru3a#o uno #e los 1lui#os 0er0en#i"ular al otro 1lui#o$ esto es$ uno #e
1lu*e
#e
manera
Figura 5 – Intercambiador de flujo cruzado.
los 1lui#os 0asa a tra8
0ue#en "on#ensar gran#es 8ol6menes #e 8a0or #e agua al utili3a este ti0o #e inter"am+ia#or #e "alor. En la a"tuali#a#$ la ma*or;a #e los inter"am+ia#ores #e "alor no son 0uramente #e 1lu/o 0aralelo$ "ontra1lu/o$ o 1lu/o "ru3a#oF estos son "om6nmente una "om+ina"i=n #e los #os o tres ti0os #e inter"am+ia#or. Des#e luego$ un inter"am+ia#or #e "alor real ue in"lu*e #os$ o los tres ti0os #e inter"am+io #es"ritos anteriormente$ resulta mu* "om0li"a#o #e anali3ar. La ra3=n #e in"luir la "om+ina"i=n #e 8arios ti0os en uno solo$ es ma?imi3ar la e1i"a"ia #el inter"am+ia#or #entro #e las restri""iones 0ro0ias #el #ise>o$ ue son: tama>o$ "osto$ 0eso$ e1i"a"ia reueri#a$ ti0o #e 1lui#os$ tem0eraturas * 0resiones
inter"am+ia#ores * 0ermite me/orar el #esem0e>o #e un inter"am+ia#or #e "alor es tener ue 0asar los #os 1lui#os 8arias 8e"es #entro #e un inter"am+ia#or #e 0aso sim0le. Figura – Intercambiador de un solo paso e intercambiador de m!ltiples pasos.
Cuan#o los 1lui#os #el inter"am+ia#or inter"am+ian "alor ms #e una 8e3$ se #enomina inter"am+ia#or #e m6lti0le 0asos . ; el 1lui#o s=lo inter"am+ia "alor en una sola 8e3$ se #enomina inter"am+ia#or #e "alor #e 0aso sim0le o #e un solo 0aso.
En la 1igura ) se muestra un e/em0lo #e estos inter"am+ia#ores. Com6nmente el inter"am+ia#or #e m6lti0les 0asos in8ierte el senti#o #el 1lu/o en los tu+os al utili3ar #o+le"es en 1orma #e U en los e?tremos$ es #e"ir$ el #o+le3 en 1orma #e U 0ermite al 1lui#o 1luir #e regreso e in"rementar el rea #e trans1eren"ia #el inter"am+ia#or. Un segun#o m
I!"#$%&'i%do#s #)!#%"i:os 5 !o #)!#%"i:os. Un inter"am+ia#or regenerati8o es auel #on#e se utili3a el mismo 1lui#o 4el 1lui#o "aliente * el 1lui#o 1r;o es el mismo5 "omo se muestra en lo 1igura 2. Esto es$ el 1lui#o "aliente a+an#ona el sistema "e#ien#o su "alor a un regenera#or * 0osteriormente regresan#o al sistema. Los inter"am+ia#ores regenerati8os son "om6nmente utili3a#os en sistemas "on tem0eraturas altas #on#e una 0or"i=n #el 1lui#o #el sistema se remue8e #el 0ro"eso 0rin"i0al *
al sistema. a ue el 1lui#o ue es remo8i#o #el 0ro"eso 0rin"i0al "ontiene energ;a
4energ;a interna$ mal llama#o "alor5$ el "alor #el 1lui#o ue a+an#ona el sistema se usa 0ara re"alentar 4regenerar5 el 1lui#o #e regreso en lugar #e e?0eler "alor ha"ia un me#io e?terno ms 1r;o lo ue me/ora la e1i"a"ia #el inter"am+ia#or. Es im0ortante re"or#ar ue el t
el ti0o #e inter"am+ia#or 4"ar"a3a * tu+o$ 0lato$ 1lu/o 0aralelo$ "ontra1lu/o5. En un inter"am+ia#or regenerati8o$ "omo se muestra en la 1igura 2$ el 1lui#o "on ma*or tem0eratura en en1ria#o 0or un 1lui#o #e un sistema se0ara#o * la energ;a 4"alor5 remo8i#a * no es regresa#a al sistema.
Ap(i$%$io!s d (os i!"#$%&'i%do#s d $%(o#. Dentro #e las "lasi1i"a"iones anteriores se en"uentran nom+res * or#en es0e";1i"os 0ara #istintos inter"am+ia#ores$ a "ontinua"i=n$ se muestra una ta+la "on el ti0o #e inter"am+ia#or$ sus "ara"ter;sti"as * a0li"a"iones.
los tu+os. El arreglo #e tu+os es 0aralelo al e/e longitu#inal #e la "ar"asa * 0ue#e estar 1i/o o ser #e "a+e3al 1lotante.
Ap(i$%$io!s Multiuso. -r"ti"amente se amol#a a "ualuier ser8i"io$ 0or lo general es el 0rimer inter"am+ia#or ue se "onsi#era en una #etermina#a a0li"a"i=n
Tu+os internos lisos o aletea#os. a"es #e tu+os so0orta#os 0or
E!1#i%do#s $o!
una estru"tura so+re los ue
Ai# 5
so0la aire en 1orma "ru3a#a.
R%di%do#s
Los tu+os 0ue#en ser lisos o 0oseer aletas.
Do'( T+'o
e em0lean mu"ho "uan#o el "osto #el agua es ele8a#o o "uan#o se reuiere #e una torre #e en1riamiento 0ara el agua.
Dos tu+os "on"
e utili3an "uan#o se
1orma #e U u horuilla. El
reuieren reas #e
tu+o interno 0ue#e ser liso o
trans1eren"ia #e "alor
0oseer aletas.
0eue>as 4(%% a '%% 1t'5.
on mu* 6tiles en o0era"iones a altas 0resiones.
L2&i!%s &p%$%s< P=E $o! &p%$%d+#%s
Mu* utili3a#o en la erie #e lminas "orruga#as
in#ustria alimenti"ia$
se0ara#as entre s; 0or
so+re to#o "on 1lui#os
em0a"a#uras.
8is"osos. Cuan#o se reuieren "on#i"iones
L2&i!%s
erie #e lminas "orruga#as
&p%$%s< P=E
se0ara#as entre s; * sol#a#as
si! &p%$%d+#%s en sus +or#es.
sanitarias e?tremas. Mane/o #e 1lui#os 8is"osos * so+re to#o 0eligrosos o a altas 0resiones. No 0resentan 0ro+lemas #e e?0ansi=n #i1eren"ial. Mu* em0lea#os en
Espi#%(
Lminas metli"as enrolla#as
ser8i"ios "riog
una so+re la otra en 1orma #e
"uan#o se mane/an
es0iral.
1lui#os mu* 8is"osos$ lo#os o l;ui#os "on s=li#os en sus0ensi=n 4in#ustria #el 0a0el5. Inter"am+io gas@gas o gas@l;ui#o. El 1lui#o ue
L2&i!%s
-auete #e lminas se0ara#as
8a 0or la 0arte #e las
so(d%d%s
0or aletas "orruga#as.
aletas #e+e ser lim0io * 0o"o "orrosi8o.
S+p#1i$i
Tu+os "on"
Mu* utili3a#a "uan#o se
#%sp%do#%
#e "u"hillas ras0a#oras
o0era "on 1lui#os ue se
rotatorias u+i"a#as en la 0are#
soli#i1i"an o "ristali3an al
e?terna #el tu+o interno$ las "uales sir8en 0ara lim0iar la
en1riarse.
su0er1i"ie #e trans1eren"ia #e "alor. Dos tu+os "on"
B%5o!"%
su0lir #e 1lui#o al nulo lo"ali3a#o entre el tu+o e?terno * el interno.
e em0lea$ generalmente$ "uan#o ha* una #i1eren"ia #e tem0eratura entre el 1lui#o #e los tu+os * el #el nulo$ sumamente ele8a#a.
Consisten en tu+os 8erti"ales 0or #entro #e los "uales #es"ien#e agua en 1orma #e 0el;"ula. er0entines metli"os sumergi#os en un re"i0iente "on agua. Torres #on#e se 0ro#u"e el
En1riamientos es0e"iales
En1riamientos #e emergen"ia e em0lean "uan#o no se
"onta"to #ire"to entre agua *
me3"lan el agua * el
8a0or. e ro";a agua so+re una serie
1lui#o #e 0ro"eso a en1riar -ara en1riar 1lui#os #e
#e tu+os ue "ontienen el
0ro"eso mu* "orrosi8os
G#%1i"o
1lui#o #e 0ro"eso. Eui0os "onstrui#os "on
e em0lean en ser8i"ios
i&p#&%'(
gra1ito.
altamente "orrosi8os
'%#o&>"#i$os E!1#i%do#s d $%s$%d%
E0+ipos d "#%!s1#!$i% d $%(o# &2s $o&+!s ! (% i!d+s"#i%. Los inter"am+ia#ores son realmente mu* 6tiles en la in#ustria. on 0arte esen"ial #e los #is0ositi8os #e re1rigera"i=n$ a"on#i"ionamiento #e aire$ 0ro#u""i=n #e energ;a * 0ro"esamiento u;mi"o. Un inter"am+ia#or t;0i"o es el ra#ia#or #el motor #e un autom=8il$ en el ue el 1lui#o re1rigerante$ "alenta#o 0or la a""i=n #el motor$ se re1rigera 0or la "orriente #e aire ue 1lu*e so+re o sea "om0a"to * su estru"tura asegura un 1"il mantenimiento. -or otro la#o$ el inter"am+ia#or #e tu+os * "ar"asa s el mo#elo ms am0liamente utili3a#o en las a0li"a"iones in#ustriales a to#o ni8el$ es0e"ialmente en la in#ustria #e alimentos * la in#ustria u;mi"a$ 0ara el re6so #e agua re1rigerante$ 0ues el agua "aliente ue sale #el 0ro"eso +ien 0ue#e usarse 0ara "alentar algo ms * as; su"esi8amente. Entre las a0li"a"iones ms "omunes en la in#ustria #e los inter"am+ia#ores #e "alor estn las "al#eras o genera#ores #e 8a0or. Los genera#ores #e 8a0or son instala"iones in#ustriales ue$ a0li"an#o el "alor #e alg6n "om+usti+le s=li#o$ l;ui#o o gaseoso$ "alientan * e8a0oran el agua 0ara #i8ersas a0li"a"iones en la in#ustria$ entre otras 1un"iones$ 0ara generar 8a0or a altas 0resiones$ o agua mu* "aliente$ ue sir8e 0ara a""ionar tur+inas o "alentar otros 1lui#os.
La instala"i=n "om0ren#e$ a#ems #e la "al#era$ otros "om0onentes ne"esarios 0ara generar el 8a0or #e manera e1i"iente$ "omo los uema#ores #e "om+usti+le * los alimenta#ores #e aire$ los "on#ensa#ores$ las +om+as * tanues #e alimenta"i=n #el 1lui#o$ las "himeneas$ los so+re"alenta#ores * re"alenta#ores.
CONCLUSIÓN Los inter"am+ia#ores #e "alor son a0aratos ue 1a"ilitan el inter"am+io #e "alor entre #os 1lui#os ue se en"uentran a tem0eraturas #i1erentes * e8itan al mismo tiem0o ue se me3"len entre s;. Los ti0os #e "onstru""i=n #e inter"am+ia#ores #e "alor son #e ti0o 0lato * tu+o. Dentro #e esas "ategor;as$ se 0ue#en "lasi1i"ar los inter"am+ia#ores 0or su me#io #e o0era"i=n "omo "ontra1lu/o$ 0aralelo$ #e uno o m6lti0les 0asos$ et". En la in#ustria se utili3an "on ms 1re"uen"ia los inter"am+ia#ores #e "ar"asa * tu+o "on su res0e"ti8o or#en: 0aralelo * "ontra"orriente. En un inter"am+ia#or #e 1lu/o 0aralelo el 1lui#o "on ma*or tem0eratura * el 1lui#o "on menor tem0eratura 1lu*en en la misma #ire""i=n. Mientras ue en el #e "ontra1lu/o el 1lui#o "on ma*or tem0eratura * el 1lui#o "on menor tem0eratura 1lu*en "on la misma #ire""i=n 0ero en senti#o "ontrario. Los inter"am+ia#ores #e "alor son usa#os #e 1orma "oti#iana en la in#ustria 0ara #i1erentes o0era"iones "omo en1riar o "alentar gran#es "anti#a#es #e sustan"ias$ re1rigerar algunos "om0onentes * la ele""i=n #e "a#a uno #e0en#er #e las sustan"ias a intera"tuar$ la ra0i#e3 ue se ne"esite * el tama>o #e #on#e se "olo"ar.