Transferencia de Calor: Conducción y Convección

Movimiento de energía térmica de un objeto más caliente a uno más frío.

Transferencia de calor a través de un material sin movimiento del material en sí. Depende del gradiente de temperatura y la conductividad térmica del material.

Transferencia de calor por el movimiento de fluidos (líquidos o gases) debido a diferencias de temperatura.

Transferencia de calor a través de ondas electromagnéticas. No necesita un medio.

Describe la razón de transferencia de calor por conducción. El flujo de calor es proporcional al gradiente de temperatura.

Capacidad de un material para conducir calor. Materias con alta conductividad térmica transfieren calor más rápidamente.

Tasa de transferencia de calor por unidad de área. Es proporcional al gradiente de temperatura.

Cambio de temperatura con respecto a la distancia. Indica la diferencia de temperatura entre dos puntos.

Medida de la capacidad general de un sistema de intercambiar calor, indicando el desempeño del intercambiador.

Considerar temperaturas, caudales, propiedades de los fluidos, presiones y geometría para máxima eficiencia.

Medida de la eficiencia de un intercambiador de calor en términos de transferencia de calor.

Diseñar intercambiadores para lograr la máxima transferencia de calor con la mínima superficie.

Materiales compatibles con las condiciones de trabajo (temperatura, presión y corrosión).

Detectar desgastes, corrosión o fugas para prevenir problemas mayores.

Asegurar la integridad estructural del intercambiador de calor.

Remover residuos y depósitos para optimizar el desempeño.

Sustituir o reparar componentes dañados para preservar la transferencia de calor.

Implementar técnicas para proteger contra la corrosión, extendiendo la vida útil.

Métodos adecuados para limpiar depósitos en el intercambiador.

Control de temperatura, presión y flujo para detectar problemas.

Intercambiadores construidos con placas metálicas paralelas, que maximizan el área de transferencia de calor en un espacio reducido.

Intercambiadores comunes, usando tubos, generalmente concéntricos o en múltiples filas, para transferencia de calor entre fluidos.

Intercambiadores donde un haz de tubos está dentro de una carcasa. Un fluido circula por los tubos, y el otro por la carcasa.

Un tubo enrollado situado dentro de un recipiente mayor, para transferir calor entre fluidos.

Intercambiadores eficientes para temperaturas altas, si las temperaturas de los fluidos se pueden estabilizar.

Intercambiador ideal si los fluidos se calientan o enfrían en la misma cantidad en cada ciclo.

Intercambiador donde los fluidos se mueven en direcciones opuestas, más eficiente para grandes diferencias de temperatura.

Intercambiador donde los fluidos se mueven en la misma dirección.

Transferencia de calor a través de contacto directo entre materiales.

Transferencia de calor mediante el movimiento de un fluido (líquido o gas).

Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas.

Optimizar la forma del intercambiador para mejorar el flujo de fluidos y evitar áreas donde puedan acumularse sedimentos.

Remover acumulaciones de sedimentos y residuos para mantener su eficiencia.

Formación de compuestos insolubles en el agua debido a cambios químicos, como temperatura y concentraciones.

Acumulación de biopelícula en superficies de intercambiadores debido a bacterias u otros microorganismos.

Al evaporarse el agua, los sólidos disueltos se concentran, lo que puede llevar a la formación de incrustaciones.

Condiciones operativas que exceden los límites de solubilidad del agua, propiciando la precipitación de sólidos y la formación de incrustaciones.

Patrones de flujo de fluido que influyen en la acumulación de depósitos en las superficies del intercambiador.

Acumulación de sólidos, minerales u orgánicos en las superficies internas de un intercambiador, reduciendo la transferencia de calor.

La incrustación disminuye el coeficiente global de transferencia de calor (U) debido a la capa aislante.

La obstrucción en los conductos por incrustación aumenta la resistencia al flujo, incrementando las pérdidas de presión.

Menor transferencia de calor por incrustación puede causar sobrecalentamiento o subenfriamiento de los fluidos.

La incrustación puede crear un ambiente que facilita la corrosión del intercambiador.

Depósitos de minerales como carbonato de calcio, sulfato de calcio, etc.

Materia orgánica como algas o bacterias que se acumulan.

Controlar los niveles de minerales disueltos en el agua para prevenir incrustaciones.

Filtración, ablandamiento o desmineralización para eliminar impurezas.

Aditivos químicos que impiden la formación de incrustaciones o disuelven las existentes.

Regular la temperatura para prevenir la formación de sales insolubles.

Medida de la cantidad de calor útil producida por una caldera en relación con la cantidad de combustible consumido.

Maximizar la generación de calor con el mínimo consumo de combustible y emisiones.

Reducción de las pérdidas de calor en una caldera mediante un material aislante.

Optimizar el transporte de calor por el sistema para una mayor eficiencia.

Instrumentos que permiten ajustes automáticos para diferentes condiciones en una caldera.

Métodos más modernos para generar calor.

Impacto de la calidad del combustible en la eficiencia y la cantidad de emisiones.

Revisiones y reparaciones para evitar fallos que reducen la eficiencia.

Menos consumo de combustible.

Impacto que tiene un sistema en el medio ambiente.

Equipos que producen vapor o agua caliente mediante transferencia de calor.

Variedad de diseños basados en combustible, aplicación y transferencia de calor.

Combustible quema directamente en la cámara, calentando el agua a través de tubos.

El agua circula a través de tubos dentro de la caldera, calentada por la cámara de combustión.

Reparación de problemas existentes en calderas.

Acciones regulares para prevenir problemas futuros en calderas.

Proceso de movimiento de energía térmica de un cuerpo a otro.

Transferencia de energía térmica a través de un material sólido.

Transferencia de calor por movimiento de fluidos (líquidos o gases).

Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas.

Optimizar el uso de energía en las calderas, minimizando pérdidas.

Proceso de agregar agua a la caldera para mantener el nivel adecuado.

Proceso de quemar combustible para generar calor en la caldera.

Monitoreo y control del agua y vapor generado en la caldera.

Características del agua utilizadas para evaluar su aptitud para uso en calderas o sistemas de calefacción industriales DS 10.

Medición de la acidez o alcalinidad del agua. Un rango óptimo es crucial para prevenir corrosión en componentes del sistema.

Capacidad del agua para conducir electricidad. Alta conductividad suele indicar alta concentración de sólidos disueltos, potencialmente causando incrustaciones.

Cantidad total de materiales inorgánicos y orgánicos disueltos en el agua. Altos niveles pueden causar incrustaciones.

Concentración de iones de calcio y magnesio en el agua, factor importante en la formación de incrustaciones.

Cantidad de materia orgánica en el agua. Altos niveles pueden causar problemas como incrustaciones, corrosión y crecimiento microbiológico.

Capacidad del agua para neutralizar ácidos, mitigando la corrosión.

Presencia de iones cloruro, pudiendo contribuir a corrosión o incrustaciones.

Alta concentración puede causar incrustaciones de sílice, afectando la transferencia de calor.

Presencia de oxígeno disuelto puede corroer componentes del sistema.

Presencia de bacterias, hongos u otros microorganismos, que causan corrosión o bioincrustaciones, afectando desempeño del sistema.

Requerimientos locales o regionales para la calidad del agua en sistemas de calefacción/vapor DS 10, determinando el nivel de pureza requerido.

Análisis continuo de los parámetros del agua en sistemas DS 10 para detectar y prevenir problemas.

Valor calculado usado en el diseño de intercambiadores de calor, representando el promedio de la diferencia de temperatura entre fluidos calientes y fríos a través del intercambiador.

Flujo de dos fluidos en direcciones opuestas a través del intercambiador de calor.

Flujo de dos fluidos en la misma dirección a través del intercambiador de calor.

Mayor eficiencia en la transferencia de calor debido a una mayor diferencia de temperatura mantenida a través del intercambiador.

Menor eficiencia en la transferencia de calor debido a una menor diferencia de temperatura mantenida a través del intercambiador.

Cantidad de calor transferido por unidad de tiempo.

Diferencia de temperatura en un extremo del intercambiador de calor.

Diferencia de temperatura en el otro extremo del intercambiador de calor.

Representa la tasa de transferencia de calor a través de un sistema compuesto (como un muro o tubería), considerando la resistencia al flujo de calor por conducción, convección y radiación.

Se determina calculando los coeficientes individuales de transferencia de calor para cada capa del sistema y combinándolos en un valor único (generalmente usando la inversa de la suma de las resistencias).

Conductividad térmica de materiales, coeficientes de transferencia de calor por convección y radiación, espesor de cada capa, y diferencia de temperatura a través del sistema.

Materiales con baja conductividad térmica, usados para reducir la transferencia de calor por conducción.

Baja conductividad térmica, alta densidad y espesor.

Técnica gráfica para determinar el número de etapas teóricas necesarias en una columna de destilación para una separación deseada, basado en el balance de materia y relaciones de equilibrio entre fases líquida y vapor.

Proceso de separación basado en las diferencias de puntos de ebullición de los componentes de una mezcla.

Representación gráfica de la relación de equilibrio entre las composiciones líquida y vapor en una columna de destilación.

Puntos donde las líneas de operación cruzan la curva de equilibrio, determinando el número teórico de etapas en la columna.

Proceso de determinar la altura y equipo necesarios para alcanzar la separación deseada, considerando etapas teóricas, composición de alimentación y pureza del producto.

Relación entre etapas teóricas y etapas físicas en una columna real, menor al 100%, debido a factores como el diseño, mezcla, contacto vapor-líquido.

Proceso de destilación en el que el producto se carga en el equipo y se descarga gradualmente a medida que se produce y condensa.

Proceso de destilación en el que la alimentación y el producto se introducen y se retiran constantemente.

Método de destilación empleado cuando los puntos de ebullición de los componentes de la alimentación son altos.

Recipiente donde se calienta la alimentación para la vaporización.

Devuelve el vapor condensado a la columna aumentando la eficiencia de separación.

Estructura vertical para la separación de compuestos a través de múltiples interacciones de vaporización y condensación.

Proporciona el calor necesario para vaporizar el líquido en la columna de destilación.

Proceso que separa componentes líquidos aprovechando sus diferentes puntos de ebullición.

Naturaleza y concentración de los componentes en la mezcla a separar.

Tasa a la que se introduce la mezcla a la columna de destilación.

Pureza y cantidad deseadas del producto resultante.

Necesidades energéticas para el proceso de destilación.

Influye en los puntos de ebullición y, por ende, en la efectividad de la separación.

Número de etapas de contacto entre fases líquida y vapor.

Dimensiones de la columna, relacionadas con la velocidad de alimentación y el reflujo.

Resistentes a las condiciones del proceso (temperatura, presión, corrosividad).

Material que aumenta el área de contacto vapor-líquido, reduciendo el tamaño de la columna.

Seguimiento de variables como temperatura, presión y caudales.

Permiten mantener las condiciones óptimas para una operación continua y segura.

Modificaciones de variables como temperatura, caudales y reflujo durante el proceso de destilación.

Medidas para reducir los riesgos en una columna de destilación, incluyendo EPIs.

Disminución de la presión por debajo de la atmosférica en una línea de destilación, que afecta la eficiencia del proceso y la calidad del producto.

Fugas en el sistema de vacío, mal funcionamiento de válvulas, condensación, bajo rendimiento de la bomba de vacío, calibración incorrecta de los medidores de vacío y acumulación de residuos.

Inspección visual del sistema de vacío, monitorización de parámetros de proceso (presión, flujo de gas, temperatura), verificación y calibración de medidores de vacío y comprobación del rendimiento de la bomba.

Inspecciones regulares, limpieza y mantenimiento de válvulas, monitorización del desempeño de las bombas, mantenimiento del aislamiento y prevención de la corrosión.

Recipientes verticales usados para separar componentes en una mezcla mediante destilación.

Aperturas en las tuberías, sellos, bridas o válvulas que permiten la entrada de aire o gas, reduciendo el vacío.

Problemas en el accionamiento, fugas o ajustes incorrectos de las válvulas que afectan la integridad del vacío.

Acumulación de fluidos en secciones frías del sistema, que incrementa la presión y disminuye el vacío.

Bajo rendimiento de la bomba por desgaste o falta de capacidad de bombeo, causando una extracción insuficiente del gas.

Lecturas inexactas de los medidores que pueden enmascarar problemas de pérdida de vacío.

Juntas o sellos dañados o mal instalados, que causan fugas y afectan el vacío.

Depósitos que reducen el paso en las columnas de destilación, bajando el vacío y aumentando la caída de presión.

Devuelven parte del vapor condensado a la columna para mejorar la eficiencia de separación.

Dispositivos que enfrían y condensan el vapor ascendente del alambique.

Conductos para introducir la materia prima a la columna de destilación.

Estructuras dentro de la columna que mejoran el contacto entre vapor y líquido para la separación.

Componentes para transferir energía térmica en un proceso, controlando la temperatura.

Esenciales para controlar el flujo de líquidos y gases.

Apagar el equipo y bloquear la energía para prevenir operación inesperada.

Usar equipo de seguridad (cascos, guantes, etc.).

Seguir procedimientos de seguridad.

Identificar la pieza problemática.

Diagnosticar el problema: fugas, obstrucciones, etc.

Reemplazar o reparar partes defectuosas.

Probar el sistema para asegurar correcto funcionamiento.

Inspecciones regulares para detectar fugas o mal funcionamiento.

Utilizar herramientas para detectar fugas (detección de helio).

Inspeccionar y mantener las bombas de vacío regularmente.

Asegurar un aislamiento adecuado para minimizar condensación.

Implementar técnicas para mitigar la acumulación de residuos.

Equipos diseñados para separar componentes líquidos basados en sus diferentes puntos de ebullición, controlando el transferencia de calor y la condensación.

Selección de diferentes tipos de condensadores (ej. tubo en tubo, carcasa y tubo) según las condiciones de operación y los requerimientos del proceso de separación.

Dispositivos utilizados para separar sustancias aprovechando sus diferentes puntos de ebullición, como las columnas fraccionadoras.

Proceso crucial que permite la vaporización y posterior condensación de los componentes en una columna de destilación, asegurando la separación eficaz.

Es esencial para que la vaporización y condensación se realicen en las condiciones deseadas para una eficiente separación de componentes.

Cambio de fase de un gas a líquido en una superficie, formando gotas o una película líquida.

Formación de pequeñas gotas líquidas en una superficie cuando la presión de vapor supera la presión de vapor de equilibrio a la temperatura superficial.

Formación de una película líquida continua sobre una superficie, que fluye por acción de la gravedad (o otras fuerzas).

Proceso de formación de núcleos (gotas o cúmulos) líquidos y su crecimiento a partir de la fase de vapor, influenciando la transferencia de calor.

Formación de los primeros núcleos líquidos a partir de la fase de vapor.

Expansión de los núcleos en gotas o película líquida por adición de moléculas de vapor.

Transferencia de calor que acompaña al cambio de fase, donde la diferencia de temperaturas entre vapor y superficie es importante.

A mayor presión, mayor velocidad de condensación, y viceversa, por mayor densidad del vapor.

Dispositivos que utilizan los principios de condensación para separar componentes de una mezcla.