Este documento presenta una introducción al uso y tipos de intercambiadores de calor, así como la terminología y cálculos involucrados. Describe cuatro tipos comunes de intercambiadores de calor y clasifica los intercambiadores según su funcionamiento y construcción. Además, explica cómo calcular el coeficiente total de transferencia de calor.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Universitario Politécnico ¨Santiago Mariño¨
Extensión Col- Cabimas
Integrantes
*Luis Marín
C.I: 24.265.317
*Gleydymar Arrieta
C.I: 24.265.937
*Yendriskel Sánchez
C.I: 19.544.175
Ing. Industrial
Cabimas 06 de octubre 2016

2. Índice
Introducción
1) Uso de los intercambiadores de calor en la industria.
2) Tipos de intercambiadores de calor.
3) Terminología usada para describir las variables y cálculos en los
intercambiadores de calor.
4) Clasificación de los intercambiadores de calor según su funcionamiento,
construcción, y utilidad.
5) Calculo de coeficiente total de transferencia de calor en los
intercambiadores de calor.
6) Tipos de restricciones según los factores que afectan la funcionalidad de
los intercambiadores de calor.
7) Procedimientos de los cálculos de las variables, utilizando el Método de la
Temperatura Media logarítmica para los intercambiadores de calor.
Ejemplos.
8) Procedimientos de los cálculos de las variables, utilizando el método del
Número de Unidades Térmicas para los intercambiadores de calor.
Ejemplos.
9) Calculo de la Eficiencia utilizando las diferentes condiciones de trabajo para
los intercambiadores de calor.
10) Aplicación y procedimientos del Mantenimiento Preventivo y Correctivo de
los intercambiadores de calor, tomando en cuenta la precaución de la
seguridad industrial.
Conclusión
Referencia Bibliográfica

3. Introducción
Los intercambiadores de calor son equipos muy difundidos en la Industria de
Procesos cubriendo una amplia gama de aplicaciones. Presentan características
muy especiales tanto en su diseño como en la operación que los hace motivo de
un estudio particular La mayoría de los textos de transferencia de calor hacen
mención a estos equipos aunque presentando generalidades, lo que impide
conocer más detalladamente los principios de funcionamiento y el cálculo de los
mismos La mayor parte de la literatura sobre los intercambiadores de calor
proviene de los fabricantes de equipos y su difusión está generalmente restringida
al ámbito industrial, es decir entre sus usuarios. El objetivo de este trabajo es
conocer más en profundidad acerca de los intercambiadores de calor, sus tipos,
los factores que afectan la funcionalidad de los intercambiadores entre otros, ya
que es de gran importancia para mí como estudiante de ingeniería.

4. Desarrollo
1) Uso de los intercambiadores de calor en la industria
En la mayoría de las plantas de procesos se presenta la necesidad de transferir
energía térmica entre fluidos o de fluidos a sólidos, tanto para calentar, enfriar,
evaporar como para efectuar tratamientos térmicos. Esta operación cumple
muchas veces un papel fundamental en el procedimiento de elaboración ya que de
ella puede depender la calidad de un producto o la eficiencia del proceso mismo,
en donde las temperaturas son parámetros críticos. En muchas situaciones estas
operaciones de transferencia de calor deben efectuarse en tiempos muy cortos, a
altas velocidades de transmisión, dado que algunos de los productos pueden
alterarse.
Los intercambiadores de calor son muy utilizados en las industrias para procesos
auxiliares de calentamientos de agua, generación de vapor, recuperadores,
enfriadores de fluidos entre otros. 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 pre- calentadores o enfriamiento de fluidos.
2) Tipos de intercambiadores
 Intercambiadores de tubería doble
 Intercambiadores enfriadores por aire
 Intercambiadores de tipo placa
 Intercambiadores de casco y tubo
Intercambiadores de tubería doble
Consiste en un tubo pequeño que está dentro de otro tubo mayor, circulando los
fluidos en el interior del pequeño y entre ambos. Estos intercambiadores se utilizan
cuando los requisitos de área de transferencia son pequeños.

5. Intercambiadores 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. Pueden ser de hasta 40 ft (12m) de largo y
anchos de 8 a 16 ft (2.5 a 5 m).
La selección de un intercambiador enfriado por aire frente a un enfriador por agua
es una cuestión de economía; hay que comparar:
 Elevados gastos de construcción de una torre de enfriamiento de agua
(wáter-coolers) con bajo costos de bombeo.
 Los gastos de construcción de un intercambiador enfriado por aire son
bajos aunque existen gastos considerables por la potencia requerida
continua de los ventiladores.
En general, cuando el calor intercambiado supera más de Mbtu/h, los
intercambiadores de calor enfriados por aire son económicamente competitivos
frente a las torres de enfriamiento de agua cuando el agua de la calidad necesaria
está disponible en suficiente cantidad.
Intercambiadores de placas
Existen varios diseños de intercambiadores de placas, pero son dos las
construcciones básicas más difundidas, a saber:
 Intercambiador de placas con juntas, designado PHE (plateheatexchangers)
 Intercambiador de placas soldadas, designado BHE
(Brazedheatexchangers)
Ambos diseños se conocen indistintamente como intercambiadores compactos.
Los PHE consisten en un intercambiador de placas metálicas corrugadas
montadas entre dos placas, una fija (bastidor) y otra móvil (de presión). Este
paquete de placa a su vez, es soportado por dos barras guía, una superior y otra
inferior que apoyan sobre una columna o pedestal. El sellado entre placas se

6. efectúa mediante juntas el astomericas quienes a su vez dirigen los fluidos por
canales alternos. Las placas contienen orificios que permiten y dirigen el flujo de
los fluidos. El conjunto de placas es comprimido mediante espárragos que
aseguran el apriete y estanqueidad entre las mismas. Las conexiones de entrada y
salida se localizan en la placa fija del bastidor salvo en el caso que haya más de
un paso, donde se utilizan ambas placas del bastidor.
Los PHE son también llamados intercambiadores de placas y marcos (Plate and
Frame) por su similitud constructiva con los filtros prensas.
En el caso de los BHE, las placas están soldadas entre sí y conectadas a dos
placas finales de apoyo, no existiendo en ellos las juntas ni los elementos de
soporte y apriete. Las placas en estos equipos son soldadas entre sí con cobre o
níquel 99% en un horno al vacío y forman una unidad compacta resistente a la
presión. Este diseño ha sido concebido para las aplicaciones de lata presión y
temperatura de trabajo y presentan la ventaja de poder ser montados directamente
sobre las cañerías. La cantidad, tamaño, material y configuración geométrica de
las placas dependerá de las características del proceso, esto es, del caudal,
propiedades fisicoquímicas de los fluidos, temperaturas y perdida de presión
requeridas.
Intercambiadores de casco y tubo
Son los intercambiadores más ampliamente utilizados en la industria química y
con las consideraciones de diseño mejor definidas. Entre las ventajas que
presentan:
 Esta configuración proporciona áreas de intercambio grandes en pequeños
volúmenes.
 Funcionan bien con presión
 Existen técnicas de fabricación bien establecidas
 Pueden construirse de materiales muy diversos
 Se limpian fácilmente
 Existen procedimientos de diseño bien establecidos

7. Consisten en una estructura de tubos pequeños a través de los cuales circula un
fluido colocados en el interior de un casco de mayor diámetro a través del cual
circula el otro fluido. Dentro de la carcasa se pueden encontrar con mayor
frecuencia bafles para dirigir el flujo del fluido.
Las consideraciones de diseño, fabricación, materiales de construcción y te Sting
están estandarizados por Te tubular Exchanger Manufacturers Association, TEMA.
Un intercambiador de calor de casco y tubo conforme a TEMA se identifica con
tres letras, el diámetro en pulgadas del casco y la longitud nominal de los tubos en
pulgadas.
La primera letra es la indicativa del tipo de cabezal estacionario. Los tipos A (canal
y cubierta desmontable) y B (Casquete) son los más comunes.
3) Terminología usada para describir las variables y cálculos en los
intercambiadores de calor.
 Variables Controladas: Son los parámetros que indican la calidad del
producto o las condiciones de operación del proceso, tales como: Presión,
Temperatura, Nivel, Caudal, Velocidad, Humedad, Posición, etc.
 Variables Manipuladas, Es la variable que se modifica o manipula para
provocar un cambio sobre la variable controlada. Ejemplos: Posición de una
válvula, Velocidad de un motor, Accionamiento de un interruptor.
En el caso del intercambiador de calor los aumentos de la apertura de la
válvula de vapor, la temperatura de entrada y la temperatura ambiente, tienden
a elevar la temperatura del producto (agua de salida), mientras ésta baja por
aumentos de caudal y ensuciamiento del intercambiador.
La temperatura de salida responde al efecto neto de estas influencias. Si las
influencias positivas son mayores que las negativas, la temperatura se eleva.
Si se da el caso contrario, la temperatura baja.
Si todas las variables de carga han de permanecer constantes, es posible
ajustar la válvula de vapor hasta que la temperatura del producto sea constante
al valor deseado, y permanecer allí indefinidamente.
El equipo de control de proceso es necesario puesto que estas variables no
permanecen constantes. Por ejemplo, las variaciones tanto de la temperatura
de entrada como del caudal modifican la temperatura del producto, y se

8. requiere una posición diferente de la válvula de vapor para que la temperatura
del agua pueda permanecer en el valor deseado. La tarea del sistema de
control es la de determinar y actualizar continuamente esta posición de válvula
a medida que cambien las condiciones de carga.
Por lo general, el problema del control es el de determinar el único valor de la
variable manipulada que establece un equilibrio entre todas las influencias
sobre la variable controlada y mantener estacionaria la variable en el valor
deseado.
4) Calculo de coeficiente total de transferencia de calor en los
intercambiadores de calor
En un intercambiador se tienen dos flujos de fluido, uno con mayor temperatura
que el otro, el calor se transfiere del fluido caliente al fluido frío a través de cinco
resistencias térmicas principales:
1.- Resistencia de capa conectiva de lado del fluido con mayor temperatura:
(1)
2.-Resistencia en el lado caliente por suciedad debido a la acumulación de
residuos de materiales indeseables en la superficie de intercambio de fluido
caliente
(2)
3.- Resistencia del material del intercambiador, el cual presenta una conductividad
térmica finita y que toma un valor en función del tipo de intercambiador
(3)

9. 4.- Resistencia en el lado frío por suciedad:
(4)
5.- Resistencia de capa conectiva de lado del fluido con menor temperatura:
(5)
El conjunto de resistencias listadas en las ecuaciones (1) a (5) se encuentran
enserie y la resistencia total se puede representar por
(6)
Donde, por el momento las literales U y S del lado derecho de la ecuación (6) no
tienen asignado ningún subíndice.
5) Clasificación de los intercambiadores de calor según su funcionamiento,
construcción, y utilidad
De Acuerdo al Proceso de Transferencia
 De Contacto Directo
En este tipo de intercambiador, el calor es transferido por contacto directo entre
dos corrientes en distintas fases (generalmente un gas y un líquido de muy baja
presión de vapor) fácilmente separables después del proceso de transferencia de
energía; como ejemplo se tienen las torres de enfriamiento de agua con flujo de
aire. El flujo de aire puede ser forzado o natural.

10.  De Contacto Indirecto
En los intercambiadores de tipo contacto indirecto, las corrientes permanecen
separadas y la transferencia de calor se realiza a través de una pared divisora, o
desde el interior hacia el exterior de la pared de una forma no continua. Cuando el
flujo de calor es intermitente, es decir, cuando el calor se almacena primero en la
superficie del equipo y luego se transmite al fluido frío, se denominan
intercambiadores tipo transferencia indirecta, o tipo almacenador o sencillamente
regenerador.
La intermitencia en el flujo de calor es posible debido a que el paso de las
corrientes tanto caliente como fría es alternado; como ejemplo pueden
mencionarse algunos precalentadores de aire para hornos. Aquellos equipos en
los que existe un flujo continuo de calor desde la corriente caliente hasta la fría, a
través de una delgada pared divisora son llamados intercambiadores tipo
transferencia directa o simplemente recuperadores; éstos son los más usados a
nivel industrial.
De Acuerdo al Tipo de Construcción
De los diversos tipos de intercambiadores de calor, en esta parte solo se van a
describir algunos de los más importantes y más usados a nivel industrial
 Intercambiador de Doble Tubo
Este es uno de los diseños más simples y consiste básicamente de dos tubos
concéntricos, en donde una corriente circula por dentro del tubo interior mientras
que la otra circula por el anulo formado entre los tubos. Este es un tipo de
intercambiador cuya construcción es fácil y económica, lo que lo hace muy útil.
Las partes principales de este tipo de intercambiador son dos juegos de tubos
concéntricos, dos "T" conectoras, un cabezal de retorno y un codo en “U”
La tubería interior se soporta mediante estoperos, y el fluido entra a ella a través
de una conexión localizada en la parte externa del intercambiador. Las “T” tienen

11. conexiones que permiten la entrada y salida del fluido que circula por el ánulo y el
cruce de una sección a la otra a través de un cabezal de retorno. La tubería
interior se conecta mediante una conexión en “U” que generalmente se encuentra
expuesta al ambiente y que no proporciona superficie efectiva de transferencia de
calor
Intercambiadores de Tubo y Carcaza o de Tubo y Coraza
De los diversos tipos de intercambiadores de calor, éste es el más utilizado en las
refinerías y plantas químicas en general debido a que:
 Proporciona flujos de calor elevados en relación con su peso y volumen.
 Es relativamente fácil de construir en una gran variedad de tamaños.
 Es bastante fácil de limpiar y de reparar.
 Es versátil y puede ser diseñado para cumplir prácticamente con cualquier
aplicación
Este tipo de equipo consiste en una carcasa cilíndrica que contiene un arreglo de
tubos paralelo al eje longitudinal de la carcasa. Los tubos pueden o no tener aletas
y están sujetos en cada extremo por láminas perforadas. Estos atraviesan a su
vez auna serie de láminas denominadas deflectores (baffles) que al ser
distribuidas a lo largo de toda la carcasa, sirven para soportar los tubos y dirigir el
flujo que circula por la misma, de tal forma que la dirección del fluido sea siempre
perpendicular a los tubos. El fluido que va por dentro de los tubos es dirigido por
unos ductos especiales conocidos como cabezales o canales.
Hay dos tipos básicos de intercambiadores de tubo y carcaza: El de tipo fijo o de
tubos estacionario, que tiene los dos extremos de los tubos fijos a la carcasa, y el
que tiene un sólo extremo de los tubos sujeto a la coraza. En el primer caso, se
requiere de una junta de dilatación debido a la expansión diferencial que sufren los
materiales que conforman el equipo. En el segundo caso los problemas originados
por la expansión diferencial se pueden eliminar empleando un cabezal de tubos
flotantes que se mueve libremente dentro de la coraza o empleando tubos en
forma de U en el extremo que no está sujeto.

12. De acuerdo a los mecanismo de transferencia de calor según los requerimientos
del funcionamiento
Los mecanismos básicos de transferencia de calor entre un fluido y una superficie
son:
 Convección en una sola fase, forzada o libre.
 Convección con cambio de fase, forzada o libre: condensación o ebullición.
 Una combinación de convección y radiación.
Cualquiera de estos mecanismos o una combinación de ellos pueden estar activos
a cada lado de la pared del equipo. Por ejemplo, convección en una sola fase se
encuentra en radiadores de los automóviles, enfriadores, refrigeradores, etc.
Convección monofásica de un lado y bifásica del otro se puede encontrar en
evaporadores, generadores de vapor, condensadores, etc. Por su parte la
convección acompañada de radiación térmica juega un papel importante en
intercambiadores de metales líquidos, hornos, etc.
6) Tipos de restricciones según los factores que afectan la funcionalidad de
los intercambiadores de calor.
Existen dos métodos para la construcción de intercambiadores de calor tipo Plato
y Tipo Tubo. En un intercambiador de flujo paralelo el fluido con mayor
temperatura y el fluido con menor temperatura fluyen en la misma dirección.
En un intercambiador de Contraflujo el fluido con mayor temperatura y el fluido
con menor temperatura fluyen en con la misma dirección pero en sentido
contrario y En un intercambiador de flujo cruzado el fluido con mayor
temperatura y el fluido con menor temperatura fluyen formando un ángulo de
90 entre ambos, es decir perpendicular uno al otro.
Este está relacionado con dos fluidos que están separados por una pared sólida.
En primer lugar, el calor se transfiere del fluido caliente hacia la pared por
convección, después a través de la pared por conducción y, por último, de la pared
hacia el fluido frío de nuevo por convección. Cualesquiera efectos de la radiación
suelen incluirse en los coeficientes de transferencia de calor por convección.

13. 7) Procedimientos de los cálculos de las variables, utilizando el Método de la
temperatura Media logarítmica para los intercambiadores de calor
La diferencia de temperatura media logarítmica LMTD, se usa para determinar la
fuerza que impulsa la transferencia de calor en sistemas de flujo, particularmente
en intercambiadores de calor.
𝐿𝑀𝑇𝐷:
∆𝑇𝐴 − ∆𝑇𝐵
𝑙𝑛 (
∆𝑇𝐴
∆𝑇𝐵
)
Cuatro arreglos básicos para los cuales la diferencia de temperatura media
logarítmica se puede determinar:
 Contra flujo;
 flujo paralelo;
 fuente con temperatura constante y receptor con incremento de
temperatura;
 temperatura constante en el receptor y fuente con temperatura en
decremento
Para el intercambiador de contra flujo, donde los fluidos fluyen en sentidos
contrarios a través del intercambiador
𝑳𝑴𝑻𝑫 =
( 𝑻 𝟏 − 𝒕 𝟐 ) − (𝑻 𝟐 − 𝒕 𝟏 )
𝒍𝒏 ( 𝑻 𝟏 − 𝒕 𝟐 ) − (𝑻 𝟐 − 𝒕 𝟏 )
Para el intercambiador de flujo paralelo, donde los fluidos fluyen en el mismo
sentido a través del intercambiador
𝑳𝑴𝑻𝑫 =
( 𝑻 𝟏 − 𝒕 𝟐 ) − (𝑻 𝟐 − 𝒕 𝟐 )
𝒍𝒏 ( 𝑻 𝟏 − 𝒕 𝟏 ) / (𝑻 𝟐 − 𝒕 𝟐 )

14. Para el intercambiador que tiene temperatura constante, Ts=T1=T2, y la
temperatura del receptor se incrementa
𝑳𝑴𝑻𝑫 =
𝑻 𝟐 − 𝑻 𝟏
𝒍𝒏 ( 𝑻 𝑺 − 𝒕 𝟏 ) / (𝑻 𝑺 − 𝒕 𝟐 )
Para el intercambiador que tiene temperatura del receptor es constante,
ts=t1=t2, y la temperatura fuente disminuye
𝑳𝑴𝑻𝑫 =
𝑻 𝟏 − 𝑻 𝟐
𝒍𝒏 ( 𝑻 𝟏 − 𝒕 𝑺 ) / (𝑻 𝟐 − 𝒕 𝑺 )
Cabe destacar que estas expresiones simples para la diferencia de temperatura
media logarítmica sólo son válidas para los casos antes mencionados.
8) Procedimientos de los cálculos de las variables, utilizando el método del
Número de Unidades Térmicas para los intercambiadores de calor
La aproximación de la LMTD para el análisis de cambiadores de calor, es útil
cuando las temperaturas de entrada y salida son conocidas o se pueden
determinar fácilmente. En estos casos, la LMTD se calcula fácilmente, y el flujo de
calor, el área de la superficie, o el coeficiente global de transferencia de calor
pueden determinarse. Cuando hay que evaluar las temperaturas de entrada o
salida de un cambiador determinado, el análisis supone con frecuencia un
procedimiento iterativo, debido a la función logarítmica que aparece en la LMTD.
En estos casos, el análisis se efectúa con mayor facilidad utilizando un método
basado en la efectividad del intercambiador durante la transferencia de una
cantidad de calor determinada.

15. El método del número de unidades de transmisión también ofrece muchas
ventajas para el análisis de problemas en los que hay que comparar varios tipos
de cambiadores de calor, con el fin de seleccionar el tipo más adecuado para
cubrir un objetivo de transferencia de calor en particular.
La expresión “número de unidades de transmisión” , fue introducido por Nusselt,
siendo Kayes y London quienes desarrollaron extensamente su aplicación. El flujo
de calor intercambiado por cada grado diferencia de temperatura, será
evidentemente.
𝑄
∆𝑇 𝑀
= 𝑈𝐴
Por otra parte, el flujo de calor intercambiado, por grado de elevación o
disminución de temperatura en los fluidos será respectivamente:
Q
Tfs − Tfe
= mf Cpf
Q
Tce − Tcs
= mc Cpc
El número adimensional denominado Número de Unidades de
Transmisión (N.T.U.) será el cociente “UA” y el valor “mCp” menor de
los dos que intervienen en el intercambiador, es decir:
𝑁𝑇𝑈 =
𝑈. 𝐴
( 𝑚𝐶𝑝) 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟
Generalizando las expresiones de R y P empleadas anteriormente de la
forma siguiente:

16. Coeficiente-de-capacidad; 𝐶𝑟 =
( 𝑚𝐶𝑝) 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟
( 𝑚𝐶𝑝) 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟
∈=
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 − 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑜 − 0 − 𝑑𝑖𝑑𝑖𝑝𝑎𝑑𝑜 − 𝑝𝑜𝑟 − 𝑒𝑙 − 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 − 𝑑𝑒(𝑚𝐶𝑝)𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟
𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 − 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 − 𝑞𝑢𝑒 − 𝑝𝑜𝑑𝑟𝑖𝑎 − 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑎𝑟𝑠𝑒
Y reordenando las ecuaciones, se puede escribir:
𝑁𝑇𝑈 =
(∆𝑡) 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟
(∆𝑡) 𝑚
∈=
(∆𝑡) 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟
𝑇𝑐𝑒 − 𝑇𝑓𝑒
𝐶 𝑅 =
(∆𝑡) 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟
(∆𝑡) 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟
El método del número de unidades de transmisión tiene su principal aplicación en
el caso de disponer de un cambiador de calor determinado, del que se conocen
sus datos físicos, (configuración geométrica, área de intercambio, coeficiente
global de transmisión), y en el que se introducen dos fluidos de caudales
conocidos, deseándose determinar las temperaturas de salida de ambos fluidos
así como el flujo de calor intercambiado.
Ejemplo:
Se comenzará suponiendo unos valores de las temperaturas medias de los dos
fluidos, determinándose, a dichas temperaturas medias, los calores específicos
medios de ambos fluidos, con lo que pueden obtenerse los valores de las
velocidades de capacidad calorífica y con ellos, determinar el valor del coeficiente
de capacidad CRy del NTU.
Obtenidos estos valores con la ecuación correspondiente a la configuración
geométrica del intercambiador, se determina el valor de la efectividad ε, del que
puede despejarse, según la ecuación del valor de la temperatura de salida del
fluido de menor velocidad de capacidad calorífica.

17. Conocida esta temperatura de salida, se dispone ya de los datos necesarios para
determinar el flujo de calor intercambiado, mediante la ecuación del flujo absorbido
o cedido por el correspondiente fluido.
Aplicando ahora la ecuación correspondiente al otro fluido, puede obtenerse la
temperatura de salida del fluido de mayor velocidad de capacidad calorífica.
Conocidas las temperaturas de salida deben comprobarse los valores supuestos
de las temperaturas medias, y diferir en más de 1ºC, repetir todo el proceso,
siguiendo la iteración hasta alcanzar una aproximación suficiente.
9) Calculo de la Eficiencia utilizando las diferentes condiciones de trabajo
para los intercambiadores de calor.
En muchas situaciones lo único que se conoce es la descripción física del
intercambiador, como el número y tamaño de los tubos, número de pasos de
tubos, número de pasos por la carcasa, etc, y las temperaturas de entrada de los
fluidos TC1 y TF1. Se puede obtener una ecuación de la transferencia de calor en
la que no intervenga ninguna de las temperaturas de salida de los fluidos,
haciendo uso del concepto de eficacia e del intercambiador que se define en la
forma:
La eficiencia e compara la velocidad de transferencia térmica real, que es la
absorbida por el fluido que se calienta, con la velocidad de transferencia térmica
máxima que podría transmitirse en un intercambiador en contracorriente de
superficie de intercambio infinita, cuyos límites viene impuestos por el Segundo
Principio de la Termodinámica, que tiene en cuenta los focos térmicos a las
temperaturas extremas TF1 (foco frío) y TC1 (foco caliente).
En un intercambiador en contracorriente de superficie de intercambio infinita con
CF < CC resulta que TF2 ®TC1, y el valor de: Qmáx= CF (TF2 - TF1) = CF (TC1 -
TF1)

18. En un intercambiador en contracorriente de superficie de intercambio infinita con
CC < CF resulta que TC2 ®TF1, y el valor de: Qmáx= CC (TC1 - TC2) = CC (TC1
- TF1)
Por lo que si se pone que Cmín = mín (CC, CF), resulta que la máxima
transferencia de calor en cualquier tipo de intercambiador es:
Qmáx = Cmín (TC1 - TF1 )
Observándose que es la corriente cuya capacidad térmica de flujo es menor la que
establece el límite de la cantidad de calor que se puede transferir. En
consecuencia se puede poner:
Siendo Cmín la menor de las capacidades caloríficas CC o CF. La velocidad
máxima posible de transferencia térmica descrita en el denominador es la que se
obtendría en un intercambiador de calor en contracorriente, con superficie de
transferencia térmica infinita.
10) Aplicación y procedimientos del Mantenimiento Preventivo y Correctivo
de los intercambiadores de calor, tomando en cuenta la precaución de la
seguridad industrial
Los problemas de los intercambiadores de calor no siempre vienen acompañados
de los síntomas obvios, como fugas o mezcla de canales. Algunos problemas son
menores pero progresivos, lo que ocasiona mayor consumo de energía y
variabilidad de rendimiento. La suciedad, los depósitos, el sarro y otros tipos de
contaminación perjudican a los intercambiadores de calor de placas, ya que les
restan eficiencia y, además, pueden dañar equipos costosos y causar tiempos de
inactividad no programados para realizar las reparaciones.
Los datos de procesos del intercambiador de calor no se pueden estimar en el
análisis y la solución de problemas de rendimiento. Los datos relacionados con la
presión, la velocidad de flujo y la temperatura de las entradas y salidas de los

19. canales pueden indicar problemas con el flujo de entrada o salida. Vale la pena
gastar en los costos de instalación relacionados con la instrumentación, en
especial, de los intercambiadores esenciales para los procesos que asisten a los
operadores de señales cuando el proceso está por tornarse incontrolable.
Si las medidas y las inspecciones indican que está garantizada la limpieza y el
cambio de juntas, se pueden prevenir daños a las placas costosas con solo hacer
bien las cosas. El daño de las placas conduce a fugas, funcionamiento defectuoso
y menor vida útil del equipo.
El mantenimiento de los intercambiadores de calor es de vital importancia para la
capacidad de control y la eficacia energética.

20. Conclusión
El diseño térmico de los intercambiadores es un área en donde tienen
numerosas aplicaciones los principios de transferencia de calor, en la cual
hemos observado durante nuestra investigación que un diseño real de
intercambiadores 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 como 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.
Observamos los 4 tipos de intercambiadores de calor, al igual que como se
aplica y se hace los procedimientos del Mtt Preventivo y Correctivo en las
diferentes áreas de las industrias.

21. Referencias Bibliográficas
 Transferencia de calor y masa
Yunus cengel, Afshin J Ghajar
 Mografias.com