Un intercambiador de calor transfiere calor entre dos fluidos o entre un sólido y un fluido. Funcionan en sistemas de calefacción, refrigeración y procesamiento químico. Un intercambiador de contracorriente transfiere más calor que uno de flujo paralelo debido a que la temperatura de salida del fluido frío se acerca más a la del fluido caliente. La acumulación de residuos y altas temperaturas reducen la eficiencia al aumentar la resistencia térmica.

1. TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA
TEMA: INTERCAMBIADORES DE CALOR
1. Transferenciade calor por:
a. Conducción: El calor por conducción se produce cuando dos objetos a diferentes
temperaturas entran en contacto. El calor fluirá a través del objeto de mayor
temperaturahaciael de menorbuscandoalcanzar el equilibriotérmico(ambosobjetos
a la misma temperatura).
b. Convección:Latransmisióndecalorporconveccióntienelugarenlíquidosygases.Ésta
se produce cuandolas partes más calientesde unfluido asciendenhacialaszonas más
frías, generando de esta manera una circulación continua del fluido (corriente
convectiva) y transmitiendo así el calor hacía las zonas frías.
Los líquidosygases,al aumentarde temperaturadisminuyende densidad,provocando
la ascensión.El huecodejadoporel fluidocaliente loocupael fluidomásfrío(de mayor
densidad).
c. Radiación: Se puede atribuir a cambios en las configuraciones electrónicas de los
átomos o moléculas constitutivas. En ausencia de un medio, existe una transferencia
neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a
que todas las superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas
electromagnéticas.
2. Un intercambiador de calor es un radiador diseñado para transferir calor entre dos
fluidos, o entre la superficie de un sólido y un fluido en movimiento. Son elementos
fundamentalesenlossistemasde calefacción,refrigeración,acondicionamientode aire,
producción de energía y procesamiento químico, además de en aparatos de la vida
cotidianacomo calentadores,frigoríficos,calderas,ordenadores,el radiadordel motor
de un automóvil, etc.
3. ¿Por qué se dice que en un intercambiador de calor el flujo de fluidos en
contracorriente transfiere mayor calor que en flujo paralelo?
Si los diseños de los dos sistemas son idénticos, el intercambiador de contracorriente
normalmente puede transferir más energía que el intercambiador de diseño paralelo,
debido a que la temperatura de salida del agua fría puede acercarse a la mayor
temperatura del vapor. Los intercambiadores de flujo paralelo sufren más estrés
térmicodebidoalasdiferenciasde temperaturaextremasenlaentradadel dispositivo.
4. ¿Cómo afecta el factor de incrustación o ensuciamiento a la eficiencia de un
intercambiador de calor?
La temperatura de la pared del intercambiador, así como la del fluido, contribuyenal
ensuciamiento. Las temperaturas excesivas,ya sea de la pared o del fluido,crean más
resistencia al intercambio de calor, lo que obstaculiza el proceso de transferencia de
calor en general y causa la reducción de eficiencia.
5. En que consiste la ecuación de diferencia de temperaturas medias logarítmicas,
porque se usa esta relación.

2. La diferencia de temperatura media logarítmica (LMTD, del inglés Logarithmic mean
temperature difference) se usa para determinar la fuerza que impulsa la transferencia
de calor en sistemas de flujo, particularmente en intercambiadores de calor. Es un
métodoenel que se analizalatemperaturadel fluidofríoydel fluidocaliente;teniendo
como un máximode temperaturalatemperaturadel fluidocaliente ycomoun mínimo
la del fluido frío.
6. Que técnicas se puede aplicar para mejorar la transferencia de calor:
a) Del lado del fluido caliente
b) Del lado del fluido frio
7. Defina que es la eficiencia y efectividad de un intercambiador de calor
Podemosdefinirlaeficienciadelintercambiadorcomolarelaciónentre latransferencia
real de calor y la transferencia de calor máxima posible.
El coeficiente de efectividadPes un indicativode la eficienciadel intercambiotérmico
y puede variardesde0,enel casoenque latemperaturase mantengaconstanteenuno
de los fluidos,a la unidad, en el caso en que la temperatura de entrada del fluido más
caliente, sea igual a la de salida del fluido más frío.
8. Un caldero piro tubular es un típico de intercambiador de calor aire-agua (gases de
combustiónyagua del interiorde lacámara), enestascondicioneslosgasespresentan
una temperatura muy superior a la del agua, sin embargo, el coeficiente convectivo
de los gases es menor que el coeficiente convectivo del agua en la cámara, a que se
debe este comportamiento. Explique empleando conceptos estudiados.
h del gasnormalmenteesmenorpuestoqueladensidadde losgasesespequeña,luego
el Reynoldspequeñoyel Nussel pequeño,finalmente el hespequeñoencambio h de
líquidos es grande porque su densidad es grande.
9. El coeficiente global de transferencia de calor es el que se obtiene de analizar los
coeficientesconectivosinternosyexternosentrelosfluidosde trabajo,de qué manera
se puede mejorarel U, enun intercambiadorde calor, sinalterar el flujomásico de los
fluidos ni su temperatura. Brinde algunas alternativas.
Una de lasalternativasmás factiblesesmanipularde una maneraadecuada el equipo,
otra alternativa es poner aletas en las paredes del equipo para tener una mejor
transferencia de calor.
10. Explique, que es un fluido caloportador.

3. Se denominacaloportadoral fluidoque transporta,porconducciones,calorde unlugar
a otro. El caloportadorse calienta(se le aportacalor) enuna parte de la instalaciónylo
cede en otra. Normalmente se lleva por un circuito cerrado, de modo que,una vez ha
cedido parte del calor trasportado, vuelve al calentador para reiniciar el ciclo.