Diseño térmico de un intercambiador de calor periódico tipo: rotativo

Abstract

La presente monografía trata en forma concisa sobre el diseño térmico de un intercambiador de calor periódico tipo rotativo, en ella van detallados paso a paso los principales puntos sobre los cuales se basa éste diseño, se concede una primordial importancia a las ventajas que se logran con éste cambiador, comparándolo a cada instante con los tradicionales (de transferencia directa), así mismo no se puede dejar de mencionar que éste cambiador se encuentra en sus fases iniciales de desarrollo, por cuanto hay infinidad de modelos aún en experimentación, sobre todo por gases distintos al aire en consecuencia, la presente monografía se circunscribe única y exclusivamente a un intercambiador que usa como fluido de trabajo el aire, por cuanto es el fluido que más se ha estudiado, e inclusive todas sus propiedades se encuentran ya tabuladas. El diseño de un intercambiador involucra tener en consideración la capacidad de transferencia de calor y la relación que tenga con respecto a la potencia mecánica gastada en vencer la fricción, y mover el fluido a través de cambiador. Para un cambiador que opera con un fluido de alta densidad la potencia gastada por fricción es generalmente pequeña con respecto a la capacidad de transferencia de calor, con el consiguiente resultado que potencia por fricción es raramente tomada en cuenta, debido a su poca influencia. Sin embargo, para un fluido o baja densidad, como en el caso de gases es mucho más energía gastada para vencer la fricción. Esto nos demuestra (Ia gran potencia que deberán tener los ventiladores de tiro forzado e inducido en el cambiador. La transferencia de calor por unidad de área puede ser incrementada aumentando la velocidad del flujo, esto trae consigo que también se incremente la potencia gastada en vencer la fricción, ya que las pérdidas aumentan con la velocidad. De acuerdo con esto veremos que existen distintas ciases de diseño para cambiadores de este tipo ya que con solo cambiar la superficie de transferencia se tendrá un nuevo de cambiador. Si la potencia gastada por fricción tiende a ser alta ésta se puede reducir bajando la velocidad del flujo y aumentando el área de transferencia con esto se salvaría el problema. En flujo de gases la potencia de fricción limita generalmente el diseño, haciendo que esto sufragan para moderadas velocidades y estas bajas velocidades juntamente con la baja conductividad térmica de los gases, trae como consecuencia una baja capacidad de transferencia por unidad de área. Estas características hacen que el tiempo requerido para que haya una transferencia de calor sea bastante alto.