INTERCAMBIADORES DE CALOR

1. FACULTAD DE MECÁNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TERMODINAMICA
INTERCAMBIADORES DE CALOR
INTEGRANTES:
ANGEL PEREZ (911)
ALEX PLASENCIA(664)
JOFFRE PEÑA (824)

2. INTERCAMBIADORES DE CALOR

3. INTRODUCCIÓN
Un intercambiador de calor se puede
describir de un modo muy elemental como un
equipo en el que dos corrientes a distintas
temperaturas fluya sin mezclarse con el
objeto de enfriar o calentar un fluido o ambas
cosas a la vez.
Para transferir calor existen una amplia
variedad de equipos denominados
intercambiadores de calor.

4. OBJETIVOS:
Definir el concepto y tipos básicos de
Intercambiadores de calor.
1
Describir el método de cálculo de un intercambiador de
calor, identificando la superficie, dimensiones y
2 configuraciones de tubos y cascos.
Conocer las aplicaciones principales, pasos para
selección de materiales y costes de un
3 intercambiador de calor.

5. ¿QUÉ ES UN INTERCAMBIADOR DE
CALOR?
Un Intercambiador de Calor es un
equipo utilizado para enfriar un
fluido que está más caliente de lo
deseado, transfiriendo esta calor a
otro fluido que está frío y necesita
ser calentado.
La transferencia de calor
se realiza a través de una
pared metálica o de un
tubo que separa ambos
fluidos.

6. LAS RAZONES QUE SE UTILIZAN LOS
INTERCAMBIADORES DE CALOR.
Calentar un fluido frío mediante un
1 fluido con mayor temperatura.
Reducir la temperatura de un fluido
2 mediante un fluido con menor
temperatura.
Llevar al punto de ebullición a un
3 fluido mediante un fluido con mayor
temperatura.
Condensar un fluido en estado gaseoso
4 por medio de un fluido frío.
Llevar al punto de ebullición a un fluido
5 mientras se condensa un fluido gaseoso
con mayor temperatura.

7. TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE
CALOR
Intercambiadores de tubería doble
 Intercambiadores enfriados por
aire
Intercambiadores de placa
Intercambiadores de casco y tubo

8. INTERCAMBIADOR
DE DOBLE TUBO.
Está constituido por dos
tubos concéntricos de
diámetros diferentes. Uno
de los fluidos fluye por el
tubo de menor diámetro y
el otro fluido fluye por el
espacio anular entre los dos
tubos.

9. INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO.
En este tipo de intercambiador son posibles
dos configuraciones en cuanto a la
dirección del flujo de los fluidos:
CONTRA FLUJO
FLUJO PARALELO

10. INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO.
En la configuración en flujo
paralelo los dos fluidos entran
por el mismo extremo y fluyen
en el mismo sentido. En la
configuración en contra flujo los
fluidos entran por los extremos
opuestos y fluyen en sentidos
opuestos.
En un intercambiador de En un intercambiador de
calor en flujo paralelo la calor en contra flujo la
temperatura de salida temperatura de salida del
del fluido frio nunca fluido frio puede ser
puede ser superior a la superior a la temperatura
temperatura de salida de salida del fluido
del fluido caliente. caliente.
La temperatura de salida del fluido frio nunca puede ser superior
a la temperatura de entrada del fluido caliente.

11. INTERCAMBIADORES ENFRIADOS 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.
La selección de un intercambiador enfriado
por aire frente a un enfriado por agua es una
cuestión económica, hay que consideran
gastos de enfriamiento del agua, potencia de
los ventiladores y la temperatura de salida del
fluido y tiene una diferencia de temperatura
de unos 15 ºF - 8 ºC.

12. INTERCAMBIADORES DE PLACA.
Formados por un conjunto de placas de metal corrugadas (acero
inoxidable, titanio, etc.) contenidas en un bastidor.
Pueden ser de diferentes tipos:
 Intercambiadores de tipo placa y armazón similares a un filtro
prensa.
 Intercambiadores de aleta de placa con soldadura.

13. INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.
Llamados también
intercambiadores compactos.
Admiten gran variedad de
materiales de construcción,
y por la construcción están
limitados a presiones pequeñas.

14. INTERCAMBIADORES DE CASCO Y TUBO.
Consisten en una estructura de tubos pequeños colocados en el
interior de un casco de mayor diámetro.
Constituyen la parte más importantes de los equipos de
transferencia de calor sin combustión en las plantas de procesos
químicos.
Son los intercambiadores mas utilizados
en la industria química con las
consideraciones de diseño
mejor definidas.

15. Paralelo
DIRECCIÓN
DE FLUJO
Cruzado Contraflujo

16. INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.
I. DE FLUJO CRUZADO
También se presenta una
situación en la que ambas
corrientes se cruzan en
ángulo recto.
En ese caso se habla de
“corrientes cruzadas”. Esta
disposición se da con mayor
frecuencia en el intercambio
de calor de gases con líquidos.

17. INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.
En este tipo de
intercambiador FLUJO FLUJO
es podemos CRUZADO CRUZADO NO
distinguir dos MEZCLADO. MEZCLADO.
tipos de flujos:

18. INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.
FLUJO
CRUZADO
MEZCLADO.
Uno de los
fluidos fluye
libremente en
dirección
ortogonal al otro
sin restricciones.

19. FLUJO CRUZADO INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.
FLUJO
CRUZADO
NO
MEZCLADO.
Se disponen una
placas para guiar
el flujo de uno de
los fluidos. En la
figura siguiente
se muestran
esquemas de
ambos tipos de
flujo

20. INTERCAMBIADORES DE CALOR ELÉCTRICOS.
Este tipo de intercambiadores solo sirven para propósitos de
calentamiento, y son fluidos en contacto con resistencias
eléctricas.
Su funcionamiento consiste en la disposición de varias
resistencias eléctricas las cuales son colocadas en corazas de
paredes diatérmicas que al hacer pasar un fluido por dicha coraza
se suministra energía eléctrica las misma que es conducida por
dichas resistencias haciendo que al contacto con el fluido las
moléculas del fluido se agiten a grandes velocidades y haciendo
que entre ellas liberen energía en forma de calor.
Una de las aplicaciones de este tipo de intercambiador es para
cuando se tiene crudo emulsionado y se quiere mejorar el
proceso de separación entre el agua y el crudo, los cuales los
hacen muy utilizados en las industrias petroleras.

21. APLICACIONES DE LOS INTERCAMBIADORES DE
CALOR.
 Intercambiador de Calor: Realiza la función doble
de calentar y enfriar dos fluidos.
 Condensador: Condensa un vapor o mezcla de
vapores.
 Enfriador: Enfría un fluido por medio de agua.
 Calentador: Aplica calor sensible a un fluido.
 Rehervidor: Conectado a la base de una torre
fraccionadora proporciona el calor de reebulición
que se necesita para la destilación.
 Vaporizador: Un calentador que vaporiza parte del
líquido.

22. INTERCAMBIADORES DE UN SOLO PASO Y DE
MÚLTIPLES PASOS.
Un método que combina las características de dos o
más intercambiadores y permite mejorar el
desempeño de un intercambiador de calor es tener
que pasar los dos fluidos varias veces dentro de un
intercambiador de paso simple.
Cuando los fluidos del intercambiador intercambian
calor más de una vez, se denomina intercambiador de
múltiple
pasos . Sí el fluido sólo intercambia calor en una sola
vez, se denomina intercambiador de calor de paso
simple o de
un solo paso.

23. Intercambiadores Regenerativos
Es aquel que se utiliza el mismo fluido (el fluido
caliente y el fluido frío es el mismo). Los
intercambiadores regenerativos son comúnmente
utilizados en sistemas con temperaturas altas donde
una porción del fluido del sistema se remueve del
proceso principal y éste es posteriormente integrado
al sistema.
Intercambiadores no Regenerativos
Los intercambiadores de calor no-regenerativos usan
fluidos separados para calentar y enfriar.

24. Existen tres formas de intercambios de calor
en los dispositivos…
 Transferencia de calor convectiva del
fluido hacia la pared interna del tubo
 Transferencia de calor conductiva a través
de la pared del tubo
 Transferencia de calor convectiva desde la
pared externa del tubo hacia el fluido
exterior.

25. INTERCAMBIADORES DE CALOR MAS USADOS.
También tenemos uno
en particular cuando
se requiere grandes
cantidades de
intercambio de calor,
Entre los intercambiadores o a su vez cuando se
de calor mas utilizados manejan caudales
tenemos a los mayores a los que se
intercambiadores de puede manejar en un
superficie, en los cuales el intercambiador de
intercambio de calor se lo doble tubo, estos
realiza atreves de paredes tipos de
metálicas que separan el intercambiadores son
flujo caliente del flujo frio. llamados de coraza y
haz de tubos.

26. Otro de los mas utilizados
industrialmente es el
intercambiador de doble tubo
por ser el mas simple tanto
como para el diseño mismo
como para su fabricación.
Otra forma de detallar cuales
son los intercambiadores mas
utilizados se debe a los costos
de los mismos, siendo los mas
económicos en el mercado los
intercambiadores de placas y
coraza, debido al grado de
complejidad bajo que tienen al
momento de su construcción.

27. APLICACIONES
INDUSTRIAS ALIMENTICIAS
INDUSTRIA QUIMICA
INDUSTRIA MARITIMA
CALEFACCIÓN Y ENERGÍA SOLAR
INDUSTRIA DE AIRE ACONDICIONADO

28. CONCLUSIONES.
Los intercambiadores de calor son
equipos utilizados esencialmente para el
intercambio de calor entre dos fluidos a
diferentes temperaturas.
Para el análisis y entendimiento de cada
uno de los tipos de intercambiadores es
muy necesario identificar cada uno de
ellos de acuerdo a su operación,
fabricación y superficie de intercambio.
El intercambio de calor en los diferentes
tipos de intercambiadores utilizan
esencialmente principios básicos de
intercambio de calor, como la
conducción y convección.