Repblica Bolivariana de Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Educacin Superior

UPTP Luis Mariano Rivera

Carpano Edo sucre

Seccin: 06

Profesor Bachiller

Baudilio Malave Adrin Estaba

Rosana Rosal

Carlos len

Cesar Dflora

Yorluis Gmez

Carpano, Enero del 2015

Introduccin

El funcionamiento de los intercambiadores de calor se basa en la

transferencia de energa en forma de calor de un medio (aire, gas o lquido) a otro

medio. El mecanismo de funcionamiento de los intercambiadores de calor, que

logran una separacin total entre los dos fluidos sin que se produzca ningn

almacenamiento intermedio de calor, se conoce como recuperador.

Para que el funcionamiento de los intercambiadores de calor logre una

transferencia de calor lo ms grande posible, la particin interior del intercambiador

se ha diseado de forma que la distancia - que debe recorrer la corriente de calor -

sea lo ms pequea posible. Para ello, tambin se tiene en cuenta la cada de

presin permitida del interior del intercambiador.

Las dos corrientes de aire se mueven (en sentido contrario) de forma

paralela, a lo largo de una particin interior, en principio, de longitud interminable.

De este modo la corriente de aire fra puede calentarse hasta alcanzar la

temperatura de la corriente de aire caliente que sale y viceversa: la corriente de aire

caliente se puede enfriar hasta alcanzar la temperatura de la corriente de aire fra

que sale.

Para lograr una distribucin uniforme de las corrientes de aire en el interior

del intercambiador, en la pared existen canales triangulares, de dimetro reducido

e igual resistencia. Gracias a ello, la corriente de aire se mantiene exactamente igual

en todos los canales. Cada canal triangular est rodeado de tres canales de la

misma forma, por los que circula una corriente en sentido contrario. De este modo

se logra en el interior del intercambiador una efectividad extraordinariamente alta,

del 93%. Debido a que apenas existe diferencia perceptible entre la temperatura del

aire que entra y la del aire que sale, se crea un ambiente excepcionalmente

agradable en casa o en el lugar de trabajo.

Desarrollo

Intercambiadores de calor

Definicin:

Un intercambiador de calor es un dispositivo diseado para transferir calor

entre dos medios, que estn separados por una barrera o que se encuentren en

contacto. Son parte esencial de los dispositivos de calefaccin, refrigeracin,

acondicionamiento de aire, produccin de energa y procesamiento qumico.

Un intercambiador tpico es el radiador del motor de un automvil, en el que

el fluido calo portador, calentado por la accin del motor, se enfra por la corriente

de aire que fluye sobre l y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a

circular en el interior del mismo.

Radiador:

Se conoce por radiador al dispositivo que permite intercambiar calor entre

dos medios. Sirve para disipar calor de un objeto o aparato para evitar su

sobrecalentamiento o para calentar un espacio o un objeto. Generalmente trabaja

por conveccin, pero tambin por radiacin, a lo que debe su nombre. Se entiende

por este nombre al intercambiador de calor que cede o, en ciertos casos, recibe, el

calor al o del aire ambiente.

Su funcionamiento consiste en ampliar la superficie de intercambio por medio

de aletas, normalmente, de modo que el calor encuentre suficiente superficie de

intercambio. Efectivamente, el intercambio de calor depende de la diferencia de

temperaturas entre los medios que intercambian calor, en este caso el radiador y el

aire ambiente, y de la superficie de intercambio. Adems, el aire que se ha calentado

en la superficie, tiende, por efecto pelcula, a permanecer en las proximidades,

reduciendo la diferencia de temperaturas, por lo que a menudo se recambia por aire

fresco, por medio de un ventilador.

Radiador de automvil:

Los motores de explosin que lleva la mayor parte de los vehculos

automviles, generan gran cantidad de calor que hay que disipar. Casi la totalidad

de los motores modernos estn equipados con un circuito de refrigeracin, cuyo

componente fundamental es el radiador, inventado en 1897 por Wilhelm Maybach y

mejorado por Samuel Brown

Un caloportador circula por el bloque del motor y por la culata, por las zonas

ms cercanas a la produccin de calor (donde se produce la ignicin del

combustible) para mantener a una temperatura adecuada el cuerpo del motor (entre

75 y 95 C). Este caloportador se mueve gracias a una bomba centrfuga desde el

bloque al radiador, generalmente montado en la parte frontal del vehculo, para

trasferir la energa sobrante al aire ambiente.

Como complemento del sistema de refrigeracin, hay un ventilador que hace

circular el aire por el radiador para aumentar el efecto de la conveccin.

Antiguamente, el ventilador se mova por medio de una correa engranada mediante

una polea, al eje del grupo motor. Actualmente suelen tener un pequeo motor

elctrico, mandado por un termostato que lo pone en marcha solo cuando el

caloportador del circuito supera cierta temperatura. Con ello se consigue que el

motor funcione desde muy pronto a la temperatura adecuada y, adems, que la

calefaccin del habitculo, en invierno, funcione mucho antes

Clasificacin:

Los intercambiadores de calor pueden clasificarse segn como sea:

Intercambiador de contacto indirecto alternativo, por rueda de inercia.

Intercambiadores de contacto directo: son aquellos dispositivos en los que los

fluidos sufren una mezcla fsica completa.

Intercambiadores de contacto indirecto:

Alternativos: ambos fluidos recorren un mismo espacio de forma alternada, la

mezcla entre los fluidos es despreciable.

De superficie: son equipos en los que la transferencia de calor se realiza a travs

de una superficie, cilndrica o plana, sin permitir el contacto directo.

Existen dos tipos de intercambiadores de contacto indirecto

Los cambiadores de flujo paralelo (intercambio lquido - lquido)

Los cambiadores de flujo cruzado (intercambio lquido - gas)

Clasificacin de los intercambiadores de calor de superficie

Los intercambiadores de flujos paralelos, se utilizan generalmente para el

intercambio trmico lquido-lquido, mientras que los de flujos cruzados se utilizan

generalmente en el intercambio lquido-gas.

Intercambiadores de calor tubulares:

El cambiador indirecto ms simple es el cambiador de tubos concntricos; consta

de dos tuberas concntricas, una en el interior de la otra, circulando los dos fluidos

por el espacio anular y por la tubera interior. Los flujos pueden ser en el mismo

sentido (corrientes paralelas) o en sentido contrario (contracorriente).

Transmisin de calor por conduccin

La conduccin es la forma en que tiene lugar la transferencia de energa a

escala molecular. Cuando las molculas absorben energa trmica vibran sin

desplazarse, aumentando la amplitud de la vibracin conforme aumenta el nivel de

energa. Esta vibracin se transmite de unas molculas a otras sin que tenga lugar

movimiento alguno de traslacin. En la transmisin de calor por conduccin no hay

movimiento de materia. La conduccin es el mtodo ms habitual de transmisin de

calor en procesos de calentamiento/enfriamiento de materiales slidos opacos. Si

existe una gradiente de temperatura en un cuerpo, tendr lugar una transmisin de

calor desde la zona de alta temperatura hacia la que est a temperatura ms baja.

El flujo de calor ser proporcional al gradiente de temperatura.

Transmisin de calor por conveccin

Cuando un fluido circula alrededor de un slido, por ejemplo por el interior de

una tubera, si existe una diferencia de temperatura entre ambos, tiene lugar un

intercambio de calor entre ellos. Esta transmisin de calor se debe al mecanismo

de conveccin. El calentamiento y enfriamiento de gases y lquidos son los ejemplos

ms habituales de transmisin de calor por conveccin. Dependiendo de si el flujo

del fluido es provocado artificialmente o no, se distinguen dos tipos: forzada y libre

(tambin llamada natural). La conveccin forzada implica el uso de algn medio

mecnico, como una bomba o un ventilador, para provocar el movimiento del fluido.

Ambos mecanismos pueden provocar un movimiento laminar o turbulento del fluido.

Importancia del aislamiento en la disminucin de las prdidas de calor en los

equipos:

Los equipos para el procesamiento de alimentos se suelen aislar para

minimizar las prdidas de calor hacia el entorno. Si no se aslan, los equipos pueden

tener prdidas de calor por cualquiera de los tres mecanismos de transmisin de

calor: conduccin, conveccin o radiacin. Las prdidas de calor por conduccin a

travs del aire sern pequeas debido a su baja conductividad (kaire=0.0258 W/m.K

a 30 C). Las prdidas de calor por conveccin sern las ms importantes, pues las

corrientes de conveccin se desarrollarn fcilmente si existe una diferencia de

temperatura entre el cuerpo y su entorno. Es necesario aislar para disminuir el flujo

de calor entre un objeto y sus alrededores. El material aislante debe tener baja

conductividad trmica y capacidad para frenar las corrientes de conveccin. Los

materiales ms utilizados para aislar incluyen el corcho, la magnesia, la lana de

vidrio y el poliestireno expandido. En el pasado se utiliz mucho el asbesto por sus

buenas propiedades aislantes, pero la fibra de asbestos se mostr causante del

cncer y ya no se utiliza. Actualmente se fabrican piezas de magnesia y otros

aislantes de fcil instalacin sobre tuberas y otros equipos.

Tipos de intercambiadores de calor

Los intercambiadores de calor se clasifican de la manera siguiente:

- Contacto indirecto o recuperadores:

- Tubos concntricos o dobles tuvo

A continuacin se indica el funcionamiento de un intercambiador de calor de tubos

concntricos o doble tubo:

Los intercambiadores de calor de tubos concntricos o doble tubo son los

ms sencillos que existen. Estn constituidos por dos tubos concntricos de

dimetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el interior del tubo de menor

dimetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos.

Hay dos posibles configuraciones en cuanto a la direccin de los fluidos: a

contracorriente y en paralelo. A contracorriente los dos fluidos entran por los

extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos; en cambio en paralelo entran por

el mismo extremo y fluyen en el mismo sentido. A continuacin se pueden ver dos

imgenes con las dos posibles configuraciones de los fluidos dentro de los tubos.

Los intercambiadores de calor de tubos concntricos o doble tubo pueden ser

lisos o aleteados. Se utilizan tubos aleteados cuando el coeficiente de transferencia

de calor de uno de los fluidos es mucho menor que el otro. Como resultado el rea

exterior se amplia, siendo sta ms grande que el rea interior.

El tubo con aletas transversales representado a continuacin, se utiliza

cuando la direccin del fluido es perpendicular al tubo.

En cambio, cuando la direccin del flujo de los fluidos es paralela al eje de

los tubos, el tubo es con aletas longitudinales:

Una aplicacin de un intercambiador de doble tubo es el que se utiliza para

enfriar o calentar una solucin de un tanque encamisado y con serpentn (Si se

aprieta al botn 1 de la imagen se puede ver en movimiento):

Este caso por la camisa entra vapor (burbujas rojas en el dibujo) que hace

calentar la solucin. Por el serpentn entra agua fra (azul en el dibujo) que hace

bajar la temperatura del reactor y, adems, al bajar la temperatura, se controla la

reaccin que se produce.

Evaporadores

Un evaporador es un intercambiador de calor de coraza y tubos. Las partes

esenciales de un evaporador son la cmara de calefaccin y la cmara de

evaporacin. El haz de tubos corresponde a una cmara y la coraza corresponde a

la otra cmara. La coraza es un cuerpo cilndrico en cuyo interior est el haz de

tubos.

Las dos cmaras estn separadas por la superficie slida de los tubos, a

travs de la cual tiene lugar el intercambio de calor. La forma y la disposicin de

estas cmaras, diseadas para que la eficacia sea mxima, da lugar a distintos tipos

de evaporadores.

Podemos clasificar los evaporadores en dos grandes grupos:

Evaporadores de tubos horizontales. El vapor calefactor es vapor de agua

saturado que cede su calor de condensacin y sale como agua lquida a la misma

temperatura y presin de entrada. Este evaporador se denomina de tubos

horizontales porque los tubos estn dispuestos horizontalmente.

En el siguiente evaporador, la cmara de calefaccin est formada por los

tubos horizontales, que estn soportados por dos placas. El vapor entra en los tubos

y se condensa al cedes su calor de condensacin. Puede quedar vapor no

condensable, que se elimina

mediante una purga. La cmara de

evaporacin formada por un

cuerpo cilndrico vertical, cerrado

por las bases, con una salida para

el disolvente evaporado por la

parte superior y otra salida para la

disolucin concentrada en la parte

inferior. Estos evaporadores

suelen ser de chapa de acero o

hierro con un dimetro aproximado

de 2 metros y 3 metros de altura. El

dimetro de los tubos acostumbra

a ser de 2 a 3 centmetros.

En el siguiente

evaporador el vapor entra por

dentro de los tubos, y al ceder

calor al lquido que circula por

encima de los tubos, el vapor

se condensa. Del evaporador

sale la disolucin concentrada

y el disolvente evaporado.

Evaporadores de tubos verticales. Se denominan as porque el haz de tubos

estn dispuestos verticalmente

dentro de la coraza.

El evaporador que se

encuentra a continuacin se

denomina Evaporador Standard,

que es uno de los ms conocidos.

La evaporacin tiene lugar dentro

de los tubos, saliendo por la parte

superior el disolvente evaporado y

por la parte inferior la disolucin

concentrada. El vapor calefactor

entra por encima del haz de tubos y

sale como agua condensada.

El Evaporador de Cesta que se encuentra a continuacin, es otro tipo de

evaporador de tubos

verticales, en el cual la coraza

tiene forma cnica. Este tipo

de evaporador se utiliza

cuando lo que se pretende es

llevar la evaporacin al

extremo, es decir, evaporar

todo el disolvente de la

disolucin diluida para

obtener cristales. Los

cristales formados se recogen

por la parte inferior. El

elemento calefactor se trata de un cuerpo compacto que se puede extraer para su

limpieza.

Evaporador mltiple efecto

Un evaporador de mltiple efecto consta de un conjunto de evaporadores,

donde el primer efecto es el primer evaporador y as sucesivamente. Durante el

funcionamiento, el vapor producido en el primer efecto se utiliza como vapor

calefactor del segundo efecto.

Mtodos de alimentacin en los mltiples efectos:

Alimentacin directa. El alimento entra en el primer efecto y sigue el mismo

sentido de circulacin que el vapor, saliendo el producto en el ltimo efecto. El

lquido circula en el sentido de las presiones decrecientes y no es necesario aplicar

ninguna energa auxiliar para que el lquido pase de un efecto al otro. Solo hacen

falta dos bombas, una para introducir el lquido en el primer efecto y otra para extraer

el producto del ltimo efecto.

Alimentacin a contracorriente. El lquido a evaporar entra en el ltimo efecto

y sale concentrado por el primero. El lquido a concentrar y el vapor calefactor

circulan en sentido contrario. Aqu el lquido circula en sentido de presiones

crecientes y esto requiere el uso de bombas en cada efecto para bombear la

disolucin concentrada de un efecto al siguiente. Esto supone una complicacin

mecnica considerable que se suma al hecho de hacer trabajar las bombas a

presiones inferiores a la atmosfrica. As, si no hay otras razones, se prefiere el

sistema de alimentacin directa.

Alimentacin mixta. Cuando en una parte del sistema de alimentacin es

directa y en la otra parte es a contracorriente. Este sistema es til si tenemos

disoluciones muy viscosas. Si utilizamos la corriente directa pura, nos encontramos

que el ltimo efecto, donde hay menos temperaturas la viscosidad de la disolucin

concentrada aumenta, lo que hace disminuir sensiblemente el coeficiente global, U,

en este efecto. Para contrarrestar eso, se utiliza la alimentacin a contracorriente o

la mixta. La disolucin diluida entra en el segundo efecto i sigue el sentido de la

alimentacin directa, pasando despus del ltimo efecto al primero, para completar

la evaporacin a temperatura elevada.

Alimentacin en paralelo: Cuando el alimento entra simultneamente a todos

los efectos y el lquido concentrado se une en una sola corriente. Sistema utilizado

en la concentracin de disoluciones de sal comn, donde los cristales depositados

hacen que resulte difcil la disposicin de la alimentacin directa.

En general, para decidirnos por un sistema de alimentacin u otro, es

necesario efectuar el clculo previo del rendimiento de evaporacin para cada uno

de los sistemas.

Si la temperatura de entrada del alimento es bastante inferior a la de

ebullicin en el primer efecto, en el caso de corrientes directas todo el calor que se

da en el primer efecto va destinado a calentar el alimento (calor sensible) y muy

poco a producir vapor, lo que provocar un bajo rendimiento en el proceso global

del mltiple efecto. En este caso se prefiere la circulacin a contracorriente.

Por lo contrario, cuando la disolucin entra en el sistema a temperatura

superior a la de ebullicin del ltimo efecto, ser ms conveniente la alimentacin

directa, ya que lo que pasara sera que la disolucin al entrar al ltimo efecto lo

vaporizara parcialmente, produciendo un vapor que no tiene utilidades posteriores,

entonces la disolucin lo enfriara hasta la temperatura de la cmara de evaporacin

del ltimo efecto y posteriormente se tendra que ir calentando al entrar a cada

efecto.

Placas

Un intercambiador de calor de placas consiste en una sucesin de lminas

de metal armadas en un bastidor y conectadas de modo que entre la primera y la

segunda placa circule un fluido, entre la segunda y la tercera otro, y as

sucesivamente. Estas placas estn separadas por juntas, fijadas en una coraza de

acero.

La circulacin de estos fluidos puede tener diferentes configuraciones, en

paralelo y contracorriente.

En la figura de debajo hay diferentes tipos de placas que se pueden encontrar

en un intercambiador de calor de placas. Cada placa tiene canalizaciones diferentes

de fluido que inducen a turbulencia.

Si el fluido fro circula por la parte de delante de la placa, el fluido caliente lo

hace por la parte de detrs.

Los intercambiadores de calor de placa son de uso frecuente en fluidos de

baja viscosidad con demandas moderadas de temperaturas y presin, tpicamente

por debajo de los 150C. El material de los sellos se elige preferentemente para

soportar la temperatura de operacin y conforme a las caractersticas del lquido de

proceso.

Los intercambiadores de calor de placas y marco consisten en una serie de

placas acanaladas que se montan en un marco y se afianzan con abrazaderas.

Cada placa se hace de una material prensable (acero inoxidable, nquel, titanio, etc.)

y se forma con una serie de corrugaciones. El paquete tambin incluye una junta o

sello. La junta o sello contiene la presin y controla el flujo.

Las placas son ensambladas en paquetes montados sobre unos rieles guas

que se encuentran tanto en la

parte inferior como superior y se

mantienen unidas a presin por

medio de tornillos de

compresin.

El arreglo de la junta de

cada placa distribuye el medio

caliente y fro en canales de flujo

alternados a travs del paquete

de placas.

Regeneradores

En un regenerador, la transferencia de calor entre dos corrientes es

transportada por el paso alternado de fluidos calientes y fros a travs de un lecho

de slidos, el cual tiene una apreciable capacidad de almacenamiento de calor. El

fluido caliente proporciona calor a los slidos que se calientan de forma gradual;

pero antes de llegar al equilibrio los flujos son cambiados y entonces el fluido fro

remueve el calor del lecho. En un tipo de regenerador se utilizan dos lechos

idnticos, como en un sistema absorbedor-desorbedor. Un segundo tipo utiliza un

lecho rotatorio con forma de una llanta gruesa, con el fluido fro que circula

axialmente a travs del sector (generalmente 180) del lecho, mientras que el fluido

caliente circula en una direccin contraria a travs del otro sector. En regeneradores

rotatorios, el lecho es frecuentemente una matriz de barras, pantallas o lminas

corrugadas, hace que tenga una gran rea de superficie, pero adems, una alta

fraccin de vacos y una cada de presin ms baja que un lecho de partculas.

Los regeneradores ofrecen la ventaja de una rea de superficie grande por

unidad de volumen y bajo coste comparado con los intercambiadores de coraza y

tubos. Adems, son fciles de limpiar, y la coraza puede ser fcilmente

reemplazada. El principal problema con las unidades rotatorias es que un poco de

fluido se filtra debajo de las lminas deflectoras que separan los sectores calientes

y fros. Adems, casi no existe la mezcla de los corrientes debido a que alguno de

los fluidos en los espacios vacos es transportado a travs de las lminas hacia otro

sector. Para el aire precalentado con gases de combustin caliente, la ligera fuga

de gases de combustin dentro del aire, y al revs, no es un grande problema, y los

regeneradores rotatorios son ampliamente utilizados en plantas de energa

elctrica. Tambin son utilizados en incineradoras, altos hornos y motores de turbina

de gas. En general, los regeneradores son ideales para lquidos, debido a que la

capacidad trmica del lquido en los poros podra ser comparable con la de la matriz

slida.

La efectividad de un regenerador depende del nmero de unidades de

transferencia de calor y del ciclo de tiempo. Para capacidades de flujos iguales y

resistencias despreciables en el slido, los coeficientes de pelcula se combinan

para obtener un coeficiente global efectivo U.

El nmero de unidades de transferencia se basa en el rea de la

superficie total de los dos lechos o de la rueda rotatoria.

Donde:

A continuacin se puede ver el funcionamiento de un regenerador:

Refrigeracin del motor:

Durante el funcionamiento del motor, la temperatura alcanzada en el interior

de los cilindros es muy elevada, superando los 2000 C en el momento de la

combustin. Esta temperatura, al estar por encima del punto de fusin de los

metales empleados en la construccin del motor, podra causar la destruccin de

los mismos.

Aunque esta temperatura sea instantnea, pues baja durante la expansin y

escape de los gases, aun as la temperatura media es muy elevada, y si no se

dispusiera de un buen sistema de refrigeracin, para evacuar gran parte del calor

producido en la explosin, la dilatacin de los materiales sera tan grande que

producira en ellos agarrotamientos y deformaciones.

Por lo tanto el sistema de refrigeracin tendr que evacuar el calor producido

durante la combustin hasta unos lmites donde se obtenga el mximo rendimiento

del motor, pero que no perjudiquen la resistencia mecnica de las piezas ni el poder

lubricante de los aceites de engrase.

Sistemas de refrigeracin

Los sistemas actualmente empleados para la refrigeracin de los motores,

tanto de gasolina como Diesel, son los siguientes:

Refrigeracin por aire

Refrigeracin por agua o mixtos

Refrigeracin por aire:

Este sistema consiste en evacuar directamente el calor del motor a la

atmsfera a travs del aire que lo rodea. Para mejorar la conductibilidad trmica o

la manera en que el motor transmite el calor a la atmsfera, estos motores se

fabrican de aleacin ligera y disponen sobre la carcasa exterior de unas aletas que

permiten aumentar la superficie radiante de calor. La longitud de estas aletas es

proporcional a la temperatura alcanzada en las diferentes zonas del cilindro, siendo,

por tanto, de mayor longitud las que estn ms prximas a la cmara de combustin.

La refrigeracin por aire a su vez puede ser:

Directa

Forzada

Refrigeracin directa

Se emplea este sistema en motocicletas, donde el motor va situado expuesto

completamente al aire, efectundose la

refrigeracin por el aire que hace impacto

sobre las aletas durante la marcha del

vehculo, siendo por tanto ms eficaz la

refrigeracin cuanto mayor es la velocidad

de desplazamiento. En la figura inferior se

puede ver un motor de motocicleta de la

marca BMW, con dos cilindros horizontales

refrigerados por aire.

Refrigeracin forzada

El sistema de refrigeracin forzada por aire es utilizado en vehculos donde

el motor va encerrado en la carrocera y, por tanto, con menor contacto con el aire

durante su desplazamiento. Consiste en un potente ventilador movido por el propio

motor, el cual crea una fuerte corriente de aire que canalizada convenientemente

hacia los cilindros para obtener una eficaz refrigeracin aun cuando el vehculo se

desplace a marcha lenta. Este sistema de refrigeracin fue utilizado por la marca

Volkswagen en su mtico escarabajo, tambin lo utilizo Citron en su no menos

mtico 2CV y GSA.

Ventajas de este sistema:

La sencillez del sistema. Se obtiene un menor peso muerto del motor

al eliminar los elementos de refrigeracin

Menor entretenimiento del sistema. Se consigue al eliminar posibles

averas en los elementos auxiliares de refrigeracin.

El motor ocupa menor espacio. Factor importante, a tener en cuenta

en vehculos pequeos y sobre todo en motocicletas, donde el espacio destinado al

motor es reducido.

No est sometido a temperaturas crticas del elemento refrigerante,

como ocurre en los motores que emplean el sistema de refrigeracin por agua, en

el que se puede producir la ebullicin o congelacin del agua. En este sistema se

puede dimensionar las aletas o canalizar el aire convenientemente para que el

caudal de aire, que atraviesa el motor, asegure una eficaz refrigeracin y mantenga

una temperatura optima en el motor.

Disminuye las prdidas de calor por refrigeracin. Estas prdidas

suelen ser un 18% menor que en la refrigeracin por agua, obtenindose, por tanto,

un mayor rendimiento trmico.

Inconvenientes:

Los motores refrigerados por aire son ms ruidosos que los

refrigerados por agua. Esto es debido a que el paso del aire por las aletas de

refrigeracin origina un pequeo amplificador sonoro. En los refrigerados por agua,

la capa lquida que circunda las camisas hace de amortiguador de los ruidos

internos.

La refrigeracin es irregular. Esto es debido a la influencia de la

temperatura ambiente que produce un mayor calentamiento al ralent, cuando el

vehculo no se mueve o circula muy lento. Estn sometidos, por lo tanto, a un mayor

peligro de gripaje lo que obliga a un mayor juego de montaje entre sus elementos.

Debido a la mayor temperatura en los cilindros, la mezcla o aire

aspirado se dilata. Con esto se reduce el llenado y, por tanto, la potencia til del

motor en un 6% aproximadamente.

Refrigeracin por agua

Este sistema consiste en un circuito de agua, en contacto directo con las

paredes de las camisas y cmaras de combustin del motor, que absorbe el calor

radiado y lo transporta a un depsito refrigerante donde el lquido se enfra y vuelve

al circuito para cumplir nuevamente su misin refrigerante. El circuito se establece

por el interior del bloque y culata, para lo cual estas piezas se fabrican huecas, de

forma que el lquido refrigerante circunde las camisas y cmaras de combustin

circulando alrededor de ellas.

La circulacin del agua por el circuito de refrigeracin puede realizarse por

"termosifn" (apenas se ha utilizado) o con circulacin forzada por bomba

centrfuga.

Circulacin del agua por termosifn

Este sistema como se ha dicho antes, no se utiliza desde hace muchos aos.

El sistema est basado en la diferencia de peso entre el agua fra y caliente, de

forma que el agua caliente en contacto con los cilindros y cmaras de combustin

pesa menos que el agua fra del radiador, con lo cual se establece una circulacin

de agua del motor al radiador.

Funcionamiento

El agua caliente entra por la parte alta del radiador donde se enfra a su paso

por los tubos y aletas refrigerantes en contacto con el aire de desplazamiento. El

agua fra, por el aumento de peso, baja al depsito inferior del radiador y entra en

el bosque, donde al irse calentando va ascendiendo por el circuito interno para salir

otra vez al radiador.

La circulacin del agua en el sistema es autorregulable, ya que al aumentar

la temperatura del motor, aumenta tambin la velocidad de circulacin por su circuito

interno, independientemente de la velocidad de rgimen del motor.

Inconvenientes del sistema

El sistema es sencillo y econmico, pero, debido a la pequea velocidad del

agua en el circuito, se requiere un gran caudal, un gran volumen de lquido y mucha

superficie radiante en el radiador. Esto hace que el sistema requiera piezas muy

voluminosas, que ocupan gran espacio muerto en el motor, solucin que no es

posible en los automviles actuales.

Circulacin de agua por bomba

Este es el sistema mayormente utilizado desde hace muchos aos, ofrece

una refrigeracin ms eficaz con menor volumen de agua, ya que, debido a las

grandes revoluciones que alcanzan hoy da los motores, necesitan una evacuacin

ms rpida de calor, lo cual se consigue forzando la circulacin de agua por el

interior de los mismos.

Constitucin y funcionamiento del sistema

Este sistema tiene una bomba centrfuga intercalada en el circuito de

refrigeracin y accionada por el propio motor. La bomba centrfuga activa la

circulacin del agua en su recorrido con una velocidad proporcional a la marcha del

motor.

En su funcionamiento, la bomba aspira el agua refrigerada de la parte baja

del radiador y la impulsa al interior del bloque a travs de los huecos que rodean las

camisas y cmaras de combustin. El refrigerante sale por la parte superior de la

culata y se dirige otra vez al radiador por su parte alta, donde es enfriada

nuevamente a su paso por los paneles de refrigeracin. Con esta circulacin

forzada, el agua se mantiene en el circuito a una temperatura de 80 a 85 C, con

una diferencia entre la entrada y la salida de 8 a 10 C, controlada por medio de una

vlvula de paso (termostato) que mantiene la temperatura ideal de funcionamiento

sin grandes cambios bruscos en el interior de los cilindros, que podra dar lugar a

dilataciones y contracciones de los materiales.

El sistema de

refrigeracin del motor se

aprovecha tambin para la

calefaccin interna del

habitculo del vehculo. Para

ello, se intercala en serie, a la

salida del agua caliente de la

culata, un intercambiador de

calor que trabaja como

radiador, calentado el aire del

vehculo.

Como se puede apreciar en los esquemas anteriores se dispone tambin de

un ventilador, en este caso movido por el propio motor trmico. Este ventilador,

adems de forzar el paso del aire a travs del radiador para obtener una

refrigeracin ms eficaz del agua sobre todo a marcha lenta, tambin suministra

una corriente de aire al motor para refrigerar los elementos externos adosados al

mismo, como son: el alternador, bujas, colectores de escape, etc.

Debido a la utilizacin del agua y del aire para refrigerar el motor, se le

denomina tambin a este sistema como una refrigeracin "mixta".

Conclusin

Los dispositivos diseados para transferir calor entre dos medios, que estn

separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de

los dispositivos de calefaccin, refrigeracin, acondicionamiento de aire, produccin

de energa y procesamiento qumico.

Un intercambiador tpico es el radiador del motor de un automvil, en el que

el fluido caloportador, calentado por la accin del motor, se enfra por la corriente

de aire que fluye sobre l y, a su vez, reduce la temperatura del motor volviendo a

circular en el interior del mismo.