Este artículo trata sobre ejemplos de intercambiadores de calor. El nombre nos facilita la comprensión del significado de intercambiador de calor.
El intercambiador de calor no es más que un equipo que intercambia calor entre dos sustancias para bajar o elevar la temperatura a los niveles deseados. En este artículo estudiaremos qué es un intercambiador de calor, cuáles son sus diferentes tipos y diferentes ejemplos donde se utilizan intercambiadores de calor.
- Precalentadores de aire
- Economizadores
- Evaporadores
- Sobrecalentadores
- condensadores
- Torres de enfriamiento
- Intercambiador de calor de piscina
- Enfriador de aceite hidráulico
- Calderas
- Chaquetas de agua
¿Qué es el intercambiador de calor?
El intercambiador de calor es un equipo utilizado para transferir calor entre el fluido de trabajo y el fluido cuya temperatura se va a bajar o aumentar.
Los intercambiadores de calor utilizan tubos huecos a través de los cuales pasan los fluidos. Los fluidos tienen diferencia de temperatura entre ellos debido a que se produce la transferencia de calor. Lo más importante para que se produzca la transferencia de calor es la diferencia de temperatura entre los dos objetos/fluidos. En este artículo hablaremos sobre los diferentes Tipos de intercambiadores de calor y sus ejemplos.
Créditos de las imágenes: Wikipedia
Tipos de intercambiadores de calor según el sentido de circulación de los fluidos
De acuerdo con la dirección del flujo de fluidos entre sí, podemos clasificar los intercambiadores de calor en tres tipos. Estos tipos se dan en la lista a continuación:
- Intercambiador de calor de flujo paralelo- Cuando los fluidos fluyen en la misma dirección entre sí, el intercambiador de calor se denominará intercambiador de calor de flujo paralelo. La temperatura del fluido caliente disminuye mientras que la temperatura de los fluidos fríos aumenta.
- Intercambiador de calor de contraflujo- Cuando los fluidos fluyen en dirección opuesta entre sí, el intercambiador de calor se denominará intercambiador de calor a contracorriente. Podemos encontrar la eficacia de la intercambiador de calor usando la fórmula discutido en las secciones posteriores de este artículo.
- intercambiador de calor de flujo cruzado- Como sugiere su nombre, los intercambiadores de calor de flujo cruzado son aquellos intercambiadores de calor en los que los fluidos fluyen perpendicularmente entre sí. Los tubos forman noventa grados entre sí.
Tipos de intercambiadores de calor según el proceso de transferencia
La clasificación de los intercambiadores de calor sobre la base de los procesos de transferencia se dan en la lista a continuación:
- Tipo de contacto indirecto- En este tipo de disposición, las corrientes de fluido se separan y la transferencia de calor tiene lugar de manera continua a través de una pared divisoria hacia adentro y hacia afuera de la pared de manera transitoria. Los diferentes tipos de intercambiadores de calor de contacto indirecto incluyen intercambiadores de calor de almacenamiento, cama fluidizada intercambiador de calor etc
- Tipo de contacto directo– En el intercambiador de calor del tipo de contacto directo, dos fluidos intercambian calor entre sí al entrar en contacto directo entre sí. Intercambian calor y luego se separan unos de otros.
Eficacia del intercambiador de calor
La eficacia del intercambiador de calor es una relación entre la transferencia de calor real que tiene lugar y la transferencia de calor máxima que puede tener lugar en el intercambiador de calor.
La importancia de la eficacia es que permite a los diseñadores predecir cómo un intercambiador de calor dado realizará un nuevo trabajo. El procedimiento de prueba y error se elimina si conocemos la eficacia del intercambiador de calor.
Ejemplos de intercambiadores de calor
Los lugares donde se utilizan los intercambiadores de calor se dan en la lista a continuación:
Precalentadores de aire
El nombre sugiere que el aire se está calentando antes de enviarlo a realizar cualquier otro proceso. Por ejemplo, pueden usarse en calderas para aumentar la eficiencia térmica de la central eléctrica. El aire precalentado mejorará la calidad de la entrada de combustible a la central eléctrica.
Economizadores
Es una alternativa al sistema de aire acondicionado. Los economizadores usan aire exterior para enfriar el edificio en lugar de hacer funcionar compresores como los que se usan en el sistema de aire acondicionado. Esto también ahorra una gran suma de dinero ya que ahorra energía.
Evaporadores
Los evaporadores se utilizan para convertir cualquier líquido a su forma gaseosa. La temperatura del líquido permanece igual. El proceso de cambio de fase es un proceso isotérmico. Los evaporadores se utilizan en calderas para convertir el agua líquida en vapor gaseoso. En los evaporadores, la temperatura del combustible es la misma que sufre la transformación de fase. Por otro lado, aumenta la temperatura del fluido más frío que se utiliza como fluido de trabajo dentro del intercambiador de calor.
Sobrecalentadores
Los sobrecalentadores se utilizan dentro de las calderas que convierten el vapor húmedo en vapor seco. El vapor seco es aquel vapor en el que no hay contenido de agua líquida. La fracción de sequedad del vapor seco es 1 o 100%. Los sobrecalentadores se utilizan para sobrecalentar el vapor. La calidad y entalpía del vapor sobrecalentado es mayor que el vapor húmedo o el vapor saturado normalmente utilizados.
condensadores
Los condensadores son opuestos a los evaporadores. Los condensadores devuelven el líquido de su estado gaseoso sin cambiar su temperatura. Los condensadores son simples intercambiadores de calor que absorben el calor del vapor y lo vuelven a convertir en agua líquida. La cantidad de calor absorbido es igual al calor latente de vaporización del agua. De manera similar a los evaporadores, la temperatura del combustible permanece igual y la temperatura del fluido caliente que se usa como fluido de trabajo dentro del intercambiador de calor disminuye.
Torres de enfriamiento
Una torre de enfriamiento es una torre utilizada para rechazar el calor del sistema hacia los alrededores. El calor expulsado del sistema es calor residual que no tiene ningún uso en el proceso posterior. Estas torres aparecen como chimeneas por las que se expulsa una nube de gas. Esta nube de gas no es más que el gas del fluido de trabajo. El calor se disipa en forma de vapor.
Intercambiador de calor de piscina
Un intercambiador de calor de piscina transfiere el calor de una corriente de agua caliente a la corriente de agua más fría de la piscina sin que entren en contacto directo entre sí.
Enfriador de aceite hidráulico
Un enfriador de aceite hidráulico enfría el aceite hidráulico. Estos se pueden usar en paquetes de energía, hidrolavadoras y motores, casi en cualquier lugar donde se use aceite hidráulico. El aceite hidráulico debe enfriarse porque sin enfriamiento, el aceite puede incendiarse debido a temperaturas más altas y puede ser fatal para el operador y la maquinaria.
Calderas
El uso más común de los intercambiadores de calor es en calderas. Las calderas utilizan intercambiadores de calor para calentar el agua líquida de modo que se convierta en vapor. En todo el proceso de cambio de fase, la temperatura del líquido/gas permanece igual, lo que significa que es un proceso isotérmico. Ya hemos discutido en las secciones anteriores cómo los intercambiadores de calor trabajar dentro de una caldera.
Chaquetas de agua
En las camisas de agua, el agua se usa para enfriar o calentar el escape que pasa por el motor. Podemos ver camisas en motores de cohetes, los gases de escape calientes calientan el combustible y luego el combustible se envía de vuelta para la combustión. Esto aumenta la eficiencia de combustión del motor cohete. En los automóviles, la camisa de agua se usa para enfriar el motor y evitar la pérdida excesiva de calor. El revestimiento de agua reduce la temperatura del motor.
Otros tipos de intercambiadores de calor.
En una base más amplia, hay muchos más tipos de intercambiadores de calor. Se dan en la lista a continuación-
- Intercambiadores de calor de carcasa y tubos
- Placa intercambiador de calor
- Intercambiador de calor de placa y carcasa
- Intercambiador de calor de rueda adiabática
- Intercambiador de calor de tubo con aletas
- Placa de almohada intercambiador de calor
Hola… Soy Abhishek Khambhata, obtuve B. Tech en Ingeniería Mecánica. A lo largo de cuatro años de mi ingeniería, he diseñado y pilotado vehículos aéreos no tripulados. Mi fuerte es la mecánica de fluidos y la ingeniería térmica. Mi proyecto de cuarto año se basó en la mejora del rendimiento de vehículos aéreos no tripulados utilizando tecnología solar. Me gustaría conectarme con personas de ideas afines.