Este documento trata sobre los conceptos, tipos, ventajas y desventajas, elementos de diseño y ecuaciones de diseño de los intercambiadores de calor. Explica que los intercambiadores de calor facilitan la transferencia térmica entre dos fluidos y describe los principales tipos según su construcción y servicio, como los intercambiadores de doble tubo, de coraza y tubo, de placas y de flujo cruzado. También analiza factores clave en el diseño como la eficiencia requerida, la caída de pres

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
I.U.P. ¨ Santiago Mariño¨
Ingeniería Industrial
Escuela 45
Estudiante:
Anthony Pestana
C.I: 27296020
Ciudad Guayana, octubre 2019

2. Concepto
Transferencia de
Energía Medio Medio
¨Son equipos que facilitan la transferencia de calor, de una corriente
fluida a otra.¨
Intercambiador de calor de coraza y tubos de dos pasos por tubos y un paso por coraza.

3. Tipos
Intercambiadores de
calor
Según su
servicio
Según su
construcción
• Intercambiador de doble tubo
• Intercambiador de coraza y tubo
• Intercambiador de calor de placas
• Intercambiadores de calor de flujo cruzado
• Refrigerador
• Condensador
• Enfriador
• Calentador
• Rehervidor
• Generadores de vapor
• Sobrecalentador
• Vaporizador

4. Tipos
Según su construcción:
• Intercambiador de doble tubo:
están constituidos por uno o mas
tubos en forma de U,
encerrados dentro de otro tubo
que hace papel de carcaza.
• Intercambiador de coraza y
tubo: consiste en un haz de
tubos paralelos encerrados en
una carcaza cilíndrica llamado
coraza
Cabezal fijo: tiene ambos extremos del
cabezal de tubos sujetos a la carcaza.
Cabezal móvil: tiene un solo extremo del
cabezal de tubos sujeto a un extremo, y el
otro a un cabezal móvil

5. Tipos
• Intercambiador de calor de platos :
consiste en una serie de placas finas
con corrugación que separa los
fluidos
• Intercambiadores de calor de flujo
cruzado: Las corrientes fluyen en
direcciones perpendiculares. La
corriente caliente puede fluir por el
interior de los tubos de un haz y la
corriente fría puede hacerlo a través
del haz en una dirección
generalmente perpendicular a los
tubos.

6. Tipos
Según su servicio:
• Refrigerador: Utiliza un
refrigerante para enfriar un fluido
hasta una temperatura menor que
la obtenida si se utilizara agua
• Condensador: unidades de carcaza
y tubo que se utilizan para la
condensación de vapores de
desecho. (contacto directo)
• Enfriador: unidad en la cual una
corriente del proceso intercambia
calor con agua o aire sin cambio
de fase
• Calentador: aumenta la entalpia de
una corriente sin cambio de fase.
• Rehervidor: un vaporizador que
provee calor latente de
vaporización.
• Generadores de vapor: (calderas)
• Sobrecalentador: calienta el vapor
por encima de la temperatura de
saturación.
• Vaporizador: convierte el liquido
en vapor. ( líquidos diferentes al
agua)

7. Ventajas y desventajas
Ventajas y desventajas de algunos intercambiadores de calor
Intercambiador de doble tubo
- Versátil
-Manejan altas presiones
-Disponibles en muchos
tamaños
-Fácilmente modificables para
mantenimiento
-U Comparable con
intercambiadores de tubo y
coraza
-Grandes, pesados, y caros
por
unidad de área
-Intercambiadores de tubo y
coraza son menos caros para
áreas > 30 m2

8. Ventajas y desventajas
- Amplio intervalo de
operación , tamaños, y
en especial 1.8 < A < 3
millon ft2 bajo costo/ ft2
- Se usa más
frecuentemente para
líquidos y para altas
presiones.
- Inflexibles una vez
Instalados.
-Tienen problemas de
utilización cuando la
diferencia de
temperatura entre
fluido frío y caliente es
grande
Intercambiador carcaza y tubo

9. Ventajas y desventajas
Intercambiadores de calor de placas
-Desarrollados para la
industria
alimenticia
-Especialmente útil donde la
corrosión, sedimentación,
limpieza y esterilización son
importantes.
-EL flujo es altamente
turbulento ⇒
alto U’s,
-Fácil de desmantelar y
limpiar
-Limitado a temperaturas
modestas y bajas presiones
<25 bar
- Los empaques son caros y
deben
ser re-usables

10. ELEMENTOS DE DISEÑO
1) Especificar la eficiencia de transferencia de calor requerida.
2) Especificar la caída de presión permisible de una de las corrientes o de ambas.
3) Seleccionar una configuración.
4) Seleccionar un tipo de superficie de transferencia de calor.
5) Seleccionar las dimensiones de la superficie.
6) Calcular las dimensiones resultantes de la unidad.
7) Evaluar el diseño respecto a factores como el coste de capital, el tamaño, el peso y la facilidad de
mantenimiento.
El principal problema de diseño de un intercambiador de calor consiste en hacerlo óptimo, para lo cual
se dispone de diversos métodos matemáticos y computacionales avanzados.

11. Ecuaciones de diseño

12. Ecuaciones de diseño

13. Ecuaciones de diseño

14. CAIDA DE PRESIÓN EN UN INTERCAMBIADOR
La caída de presión es, en general, una importante restricción en el diseño de intercambiadores de calor
compactos; si el flujo es gaseoso, este tipo de intercambiadores de calor tienden a presentar una gran
área frontal y una longitud de flujo pequeña
Según Kays y London la caída de presión total ΔP entre la entrada y la salida es la suma de la caída de
presión por contracción ΔPent. Más la caída de presión en el núcleo ΔPnúc. Menos la presión recuperada
por expansión ΔPsal