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Un '''intercambiador de calor''' es un dispositivo diseñado para transferir | Un '''intercambiador de calor''' es un dispositivo diseñado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén separados por una barrera sólida o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de [[refrigeración]], acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento Químico. | ||
Un intercambiador típico es el [[radiador]] del motor de un automóvil, en el que el fluido refrigerante, calentado por la acción del motor, se refrigera por la corriente de aire que fluye sobre él y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a circular en el interior del mismo. [[Simon Singh]] (1998) describe los diferentes tipos de intercambiadores de calor. | Un intercambiador típico es el [[radiador]] del motor de un automóvil, en el que el fluido refrigerante, calentado por la acción del motor, se refrigera por la corriente de aire que fluye sobre él y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a circular en el interior del mismo. [[Simon Singh]] (1998) describe los diferentes tipos de intercambiadores de calor. | ||
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== Transmisión de calor por conducción == | == Transmisión de calor por conducción == | ||
{{AP|Conducción de calor}} | {{AP|Conducción de calor}} | ||
La conducción de calor es un proceso de transferencia de | La conducción de calor es un proceso de transferencia de Energía térmica que tiene lugar en los medios Materiales entre regiones de diferente [[temperatura]]. Cuando las [[molécula]]s absorben energía térmica vibran alrededor de sus posiciones medias, aumentan la Amplitud de la vibración y, por lo tanto, aumentan su Energía cinética. La conducción puede darse en cualquier Estado de agregación de la materia, pero no en el vacío. | ||
La formula para calcular el calor por conducción es (tomando H como el flujo de calor): | La formula para calcular el calor por conducción es (tomando H como el flujo de calor): | ||
H=kA (^T/1) | H=kA (^T/1) | ||
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T=temperatura | T=temperatura | ||
Una teoría ampliamente aceptada sugiere que la transferencia de calor por conducción es debida, por una parte a la transmisión de las vibraciones entre moléculas adyacentes, y por otra parte al movimiento de los [[electrón|electrones]] libres, transportando energía. Esta teoría es acorde con que los materiales que son buenos [[conductividad térmica|conductores del calor]], también suelen ser buenos | Una teoría ampliamente aceptada sugiere que la transferencia de calor por conducción es debida, por una parte a la transmisión de las vibraciones entre moléculas adyacentes, y por otra parte al movimiento de los [[electrón|electrones]] libres, transportando energía. Esta teoría es acorde con que los materiales que son buenos [[conductividad térmica|conductores del calor]], también suelen ser buenos conductores eléctricos. | ||
== Transmisión de calor por convección == | == Transmisión de calor por convección == | ||
[[Archivo:Heat eXchanger.png | [[Archivo:Heat eXchanger.png|260px]] | ||
Cuando un fluido circula en contacto con un sólido, por ejemplo por el interior de una [[tubería]], existiendo una diferencia de temperatura entre ambos, tiene lugar un intercambio de calor. Esta transmisión de calor se debe al mecanismo de convección. | Cuando un fluido circula en contacto con un sólido, por ejemplo por el interior de una [[tubería]], existiendo una diferencia de temperatura entre ambos, tiene lugar un intercambio de calor. Esta transmisión de calor se debe al mecanismo de convección. | ||
El calentamiento y enfriamiento de gases y líquidos son los ejemplos más habituales de transmisión de calor por convección. Dependiendo de si el flujo del fluido es provocado artificialmente o no, se distinguen dos tipos: convección forzada y convección libre (también llamada natural). La convección forzada implica el uso de algún medio mecánico, como una | El calentamiento y enfriamiento de gases y líquidos son los ejemplos más habituales de transmisión de calor por convección. Dependiendo de si el flujo del fluido es provocado artificialmente o no, se distinguen dos tipos: convección forzada y convección libre (también llamada natural). La convección forzada implica el uso de algún medio mecánico, como una hidráulica o un [[ventilador]], para provocar el movimiento del fluido. Ambos mecanismos pueden provocar un movimiento laminar o turbulento del fluido. | ||
== Tipos de intercambiadores de calor == | == Tipos de intercambiadores de calor == | ||
Dada la multitud de aplicaciones de estos dispositivos, se puede realizar una clasificación dependiendo de su construcción. Para la elección del mismo se consideran aspectos como tipo de Fluido, [[densidad]], Viscosidad, contenido en sólidos, límite de temperaturas, [[conductividad térmica]], etc. | |||
Dada la multitud de aplicaciones de estos dispositivos, se puede realizar una clasificación dependiendo de su construcción. Para la elección del mismo se consideran aspectos como tipo de | * De placas: formados por un conjunto de placas de metal corrugadas ([[acero inoxidable]], titanio, etc.) contenidas en un bastidor. El sellado de las placas se realiza mediante juntas o bien pueden estar soldadas. | ||
* De placas: formados por un conjunto de placas de metal corrugadas ([[acero inoxidable]], | |||
* Tubulares: formados por un haz de tubos corrugados o no, realizado en diversos materiales. El haz de tubos se ubica dentro de una carcasa para permitir el intercambio con el fluido a calentar o enfriar. | * Tubulares: formados por un haz de tubos corrugados o no, realizado en diversos materiales. El haz de tubos se ubica dentro de una carcasa para permitir el intercambio con el fluido a calentar o enfriar. | ||
* Tubo aleteado: se compone de un tubo o haz de tubos a los que se sueldan aletas de diferentes tamaños y grosores para permitir el intercambio entre fluidos y gases. P. ej., radiador de un vehículo. | * Tubo aleteado: se compone de un tubo o haz de tubos a los que se sueldan aletas de diferentes tamaños y grosores para permitir el intercambio entre fluidos y gases. P. ej., radiador de un vehículo. | ||
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== Aplicaciones industriales frecuentes == | == Aplicaciones industriales frecuentes == | ||
Son prácticamente innumerables dada su tipología. Entran a formar parte de cualquier proceso donde se requiera intercambio térmico. Cabría destacar: | Son prácticamente innumerables dada su tipología. Entran a formar parte de cualquier proceso donde se requiera intercambio térmico. Cabría destacar: | ||
* Industria alimentaria: enfriamiento, termización y pasteurización de leche, zumos, bebidas carbonatadas, salsas, vinagres, vino, jarabe de azúcar, aceite, etc. | * Industria alimentaria: enfriamiento, termización y pasteurización de leche, zumos, bebidas carbonatadas, salsas, vinagres, vino, jarabe de azúcar, aceite, etc. | ||
* Industria química y petroquímica: producción de combustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas, pasta de papel, aceites industriales, plantas de cogeneración, etc. | * Industria química y petroquímica: producción de combustibles, etanol, biodiésel, disolventes, pinturas, pasta de papel, aceites industriales, plantas de cogeneración, etc. | ||
* Industria del | * Industria del Aire Acondicionado: cualquier proceso que implique enfriamiento o calentamiento de los gases. | ||
* Calefacción y | * Calefacción y Energía Solar: producción de agua caliente sanitaria, calentamiento de piscinas, producción de agua caliente mediante paneles solares, etc. | ||
* Industria marina: enfriamiento de motores y lubricantes mediante el empleo del agua del mar. | * Industria marina: enfriamiento de motores y lubricantes mediante el empleo del agua del mar. | ||
[[Categoría:Sistemas de climatización]] | [[Categoría:Sistemas de climatización]] | ||