El documento describe los conceptos fundamentales de la transferencia de calor, incluyendo que el calor fluye de sistemas de alta temperatura a baja temperatura a través de la conducción, convección o radiación. También define unidades comunes para medir la transferencia de calor como el Joule, la caloría y la unidad térmica británica. Finalmente, explica que las cantidades físicas de la transferencia de calor se especifican en términos de cuatro dimensiones básicas: longitud, masa, tiempo y temperatura.

1. Realizado por:
Br. Anthony Márquez
C.I: 19.409.359

2. El calor es la energía en
transito desde un sistema con
alta temperatura a otro con
baja temperatura.
Fluye desde la región con
temperatura mas alta hasta la
región con temperaturas mas
bajas.
Se asocia con la energía interna
cinética y potencial de un
sistema.
La transferencia o dispersión de
calor puede ocurrir a través de tres
mecanismos posibles.
CONDUCCIÓN CONVECCIÓN RADIACIÓN
Flujo de calor a través de
medios solidos por la vibración
interna de las moléculas y de
los electrones libres y por
choques entre ellas.
Flujo de calor mediante
corrientes dentro de un fluido
(liquido o gas). Es el
desplazamiento de masa de
algún liquido o gas.
Es la transferencia de calor
por medio de ondas
electromagnéticas.

3. Para medir la
transferencia de calor en
el Sistema Internacional
de Unidades
se emplea
Joule ( J )
Otra unidad
ampliamente
utilizada
La caloría (cal), que es la
cantidad de energía que
hay que suministrar a un
gramo de agua para elevar
su temperatura 1 °C.
En el Sistema Ingles
se emplea
Unidad Térmica
Británica (BTU)
Es muy usada en Estados Unidos y
en otros países.
Esta unidad se define como la
cantidad de calor que se debe
agregar a una libra de agua
para aumentar su
temperatura en un Grado
Fahrenheit, y equivale a 252
calorías

4. Es un proceso que engloba
Conocimiento de las necesidades
energéticas de una planta
Fluidos involucrados
Restricciones en los deltas de
temperatura permitidos a los fluidos
Materiales adecuados
para construir el equipo
Pasos en un diseño
Cuantificar la cantidad de calor
involucrada (balance de energía)
Especificar su geometría
Realizar la estimación de los
coeficientes de película
Verificar su desempeño térmico
Calcular la caída de presión
que tendrán los fluidos.
Seleccionar el fluido para cumplir la
especificación energética requerida
y la cantidad del mismo que permita
satisfacer el balance
Consideraciones mecánicas pertinentes y
un análisis económico detallado de cada
una de las alternativas existentes
Modelo(s) termodinámico(s) que
describe(n) correctamente las propiedades
en los intervalos de presión y temperatura

5. Es un set de dos tubos concéntricos en los cuales se
hace circular los fluidos entre los cuales se desea realizar
la transferencia de calor, con los accesorios adecuados a
fin de dirigir el flujo de una sección a la siguiente
Algoritmo de Cálculo
Escoger qué fluido va por el
tubo y cuál por el anulo
El fluido más corrosivo
debe ir por el lado tubo
El fluido de mayor presión
debe ir por el lado tubo
El fluido más viscoso debe
ir por el lado de menor área
Calcular el número de Reynolds (oscila
entre 10.000 y 100.000) y el Prandtl, y con
éstos calcular los coeficientes de película
Determinar el coeficiente limpio y el
sucio y el área de intercambio de
calor de la ecuación de transferencia
Determinar el número de
horquillas del intercambiador
Elegir la configuración geométrica más
adecuada, es decir, el diámetro nominal
de las tuberías involucradas y su longitud
Leer de las tablas los diámetros interno y
externo a fin de calcular las áreas de flujo,
el diámetro equivalente y el hidráulico.
Calcular el flujo por unidad de área, tanto para
el ánulo como el lado de los tubos, (el valor
oscila entre 700.000 y 1.200.000lb/hpie2 ).
El fluido de mayor masa debe ir
por el lado que garantice una
mayor área de flujo

6. Dispositivos de transferencia de calor conformado
por un tubo de gran tamaño llamado coraza que
contiene un haz de tubos pequeños
Algoritmo de Cálculo
Se debe contar con las propiedades físicas de los
fluidos involucrados evaluadas a la temperatura calórica
o a la temperatura promedio según sea el caso
Se debe decidir qué fluido va por la coraza y cuál
por los tubos ( los fluidos ensuciantes, corrosivos
o de alta presión por los tubos y fluidos con bajo
coeficiente de película por la coraza.
La determinación de la diferencia efectiva de temperatura pasa
por la selección de la configuración general del intercambiador
debido a que el hecho de haber varios pasos por la coraza y los
tubos hacen que el MLDT ya no sea representativo pues no
existe en toda la extensión del intercambiador un sistema a
contracorriente verdadera. Se utiliza un factor de corrección FT
Una vez elegido de la tabla coeficiente
sucio, se calcula el área de intercambio
de calor de la ecuación de transferencia
Determinar el número de tubos y se elige el diámetro
interno de la coraza a utilizar, preseleccionando un
arreglo geométrico para el lado tubo
Se calcula el área transversal de flujo “at”, el flujo por
unidad de área “Gt” y los parámetros adimensionales
del Reynolds y Prandlt a fin de calcular el coeficiente
de película según la correlación conveniente.
Cálculos en el lado Tubo: Cálculos en el lado Coraza:
El área transversal de flujo de la coraza es difícil de estimar, pues
la trayectoria de flujo es complicada y por tanto se define un valor
arbitrario de flujo por unidad de área basada en “la hilera hipotética
de tubos que poseen la máxima área de flujo y que corresponde al
centro de la coraza considerando que para cada tubo o fracción de
tubos hay C pulgadas2 de área transversal de flujo por pulgada de
espacio de deflector”.

7. Las cantidades fiscas de la
transferencia de calor se especifican
en términos de dimensiones
Se miden en términos de unidades
Requieren 4 dimensiones básicas para el
desarrollo de la transferencia de calor
Longitud (L) Masa (M), tiempo (t), y
temperatura (T)
Todas las otras cantidades físicas de
interés se relación con estas 4 básicas.
Hay otras unidades que se pueden
requerir y que infieren de este grupo y
que se relacionan con la masa.
Como alternativa se fijan
dimensiones básicas de masa y
fuerza.
Las dimensiones de Fuerza son
(F) = (M) . (L)/(t)
Las unidades de trabajo y energía
son equivalentes, normalmente se
usa como unidad de energía
térmica el BTU.
La unidades del sistema
internacional (SI) comprenden una
forma coherente del sistema
métrico
Todas las unidades restantes se
derivan de las unidades bases con
el uso de formulas que no incluyen
ningún factor numérico.