En “Introducción al diseño de un intercambiador de calor” se plantearon las tres ecuaciones que han de tenerse en cuenta para poder diseñar un intercambiador de calor. En las siguientes publicaciones, profundizamos un poco más y se detallan las consideraciones que deben tenerse en cuenta a la hora del diseño.
Para diseñar un equipo, deben especificarse las características del mismo, de modo que sea apto para llevar adelante un determinado servicio. Este servicio, estará definido por las condiciones de proceso que deben satisfacerse del modo más económico posible.
Las especificaciones que han de cumplirse a la hora de diseñar un intercambiador de calor son las siguientes:
*Especificaciones sobre la performance térmica.
*Especificaciones sobre la pérdida de carga de las corrientes.
*Coeficientes de ensuciamiento.
*Limitaciones geométricas.
Comenzando con el inciso sobre la performance térmica, debe saberse que las variables que la definen están relacionadas en el balance térmico ya visto en “Introducción al diseño de un intercambiador de calor”:
Q= Wc*Cc*(t2-t1)= Wh*Ch*(T1-T2)
Este sistema de ecuaciones está formado por siete variables, de las cuales cinco deben especificarse para poder resolverlo. Una situación común es la de tener definidos caudales de proceso, las temperaturas de entrada y la temperatura que se quiere lograr en una de las corrientes (T2 o t2). La otra temperatura y el calor a intercambiar se podrán calcular con el balance.
Otro caso que puede tenerse es conocer el caudal, y las temperaturas de entrada y salida de la corriente de proceso y la temperatura de entrada de la corriente de servicio (o refrigeración). Como las condiciones de diseño de los sistemas de enfriamiento industrial, limitan la temperatura a la cual retoma el agua de enfriamiento, con el balance se calcularían el calor y el caudal de agua de refrigeración.
En el caso en el que no estén definidas las cinco variables, deberán adoptarse las faltantes, teniendo en cuenta un equilibrio económico entre un área menor del equipo contra un mayor gasto de bombeo en caudales de las corrientes.
En publicaciones siguientes, se evaluarán las demás especificaciones.