Intercambiadores de calor

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Intercambiadores de calor
Operaciones industriales
Enzo Corte
Características
Objetivo: Enfriar o calentar una corriente, o ambas cosas a la vez
Fuerza impulsora
Fenómeno: Transferencia de calor entre 2 fluidos
Se precisa un determinado gradiente de temperatura para que se pueda efectuar la transmisión del calor; la magnitud de este gradiente se puede reducir utilizando un intercambiador de mayor porte, pero esto a su vez implica un mayor costo.
	Doble tubo		
	Area (ft^2)	Costos US$	M
	100	16300	0,23591246
	480	23700	0,23660148
	860	27200	0,23656725
	1240	29600	0,23628496
	1620	31600	0,2365854
	2000	33200	0,23652478
		Prom	0,23641272
	Carcasa y tubo Umedio		
	Area (ft^2)	Costos US$	M
	300	18100	0,91141222
	540	29900	0,90604481
	780	40800	0,90268837
	1020	51200	0,90050848
	1260	61200	0,89884463
	1500	71000	0,89772557
		Prom	0,90287068
Tipos
Tubos concéntricos
Carcasa y tubos
De placas
Flujo cruzado
Ejemplo en la industria
Cerveza artesanal
Ecuaciones
Ecuacion de diseño
Q̇ = A ∗ U * F∗ ∆TML 
Dónde: 
𝑄̇ = Razón de transferencia de calor [W]. 
A = Superficie de transferencia de calor [m2].
 U = Coeficiente global de transferencia de calor [W/m2 °C]. 
∆TML = Diferencia media logarítmica de temperatura entre los fluidos [°C].
F=Factor de Correccion 
Para el calentamiento de un fluido: 
Q̇ = ṁ * Cp (TEntrada – TSalida) 
 
Para el enfriamiento de un fluido:
 Q̇ = ṁ * Cp (TSalida – TEntrada) 
Donde: 
ṁ = Flujo másico [Kg/s]. 
Cp = Calor especifico del fluido correspondiente [J/Kg °C]. 
TEntrada = Temperatura inicial del fluido [°C]. 
TSalida = Temperatura final del fluido [°C]. 
Número de Unidades de Tansferencia (Nusselt) 
• NTU=UA/Cmin ; 
• ε=Q /Qmax ;
• Qmax= Cmin (Thi –Tci); 
Tanque de Fermentacion PrimariaBomba CentrifugaIntercambiador de calor (placas)Tanque de Fermentación Secundaria