Transferencia de calor mejorada

Los intercambiadores de calor se desarrollaron inicialmente para utilizar superficies de transferencia de calor lisas. Una superficie de transferencia de calor mejorada posee una geometría especial que proporciona un mayor rendimiento térmico por unidad de área de superficie base que una superficie lisa.

Este mayor rendimiento térmico, por unidad de superficie base A, puede utilizarse para lograr uno de los tres objetivos que se indican a continuación:

• Reducción de tamaño: Si se mantiene constante el caudal de intercambio de calor (Q), se puede reducir la longitud del intercambiador de calor. Esto dará como resultado un intercambiador de calor más pequeño.
• Mayor tasa de intercambio de calor: Esto puede aprovecharse de dos maneras:
  • Reducción de la diferencia de temperatura de conducción (ΔTm): Si se mantienen constantes Q y la longitud total del tubo (L), se puede reducir la ΔTm. Esto aumenta la eficiencia termodinámica del proceso y genera un ahorro en los costos operativos.
  • Mayor tasa de intercambio de calor: Manteniendo L constante, el aumento de UA/L dará como resultado una mayor tasa de intercambio de calor para temperaturas de entrada de fluido fijas.

Este aumento en la capacidad de transferencia de calor por unidad de volumen se produce a expensas de un aumento en la caída de presión a través del intercambiador de calor. Esta caída de presión puede ser significativa, por lo que la mejora en la transferencia de calor suele estar limitada por la potencia de bombeo disponible.

El tema de la transferencia de calor optimizada ha cobrado mayor importancia para la industria con el paso del tiempo. El uso de geometrías relativamente complejas estaba inicialmente limitado por el proceso de fabricación. Sin embargo, los nuevos métodos de fabricación permiten ahora la producción de numerosas geometrías superficiales complejas. Algunas superficies optimizadas (por ejemplo, tubos de ebullición y condensación) se encuentran ya en su cuarta generación. Casi todos los intercambiadores de calor utilizados en las industrias de climatización y automoción emplean geometrías optimizadas. Se están observando avances significativos en las industrias de refrigeración electrónica, procesos industriales y energía.

• Webb, RL y Kim, NH. 2005. Principios de transferencia de calor mejorada , 2.ª ed., Taylor & Francis, Nueva York, 785 páginas más CD de referencia, ISBN 1-59169-014-5.
• Revista de Transferencia de Calor Mejorada . Esta revista, publicada por Begell House, publica artículos académicos sobre el tema.

• Revista de transferencia de calor mejorada