Primer Avance

Integrantes:

Bustos Juan

Chuqui Marco

Medina Paul

Vélez Máximo

Transferencia de Calor

TRANSFERENCIA DE CALOR

PROYECTO

1. Tema. Diseño e instalación de un intercambiador de calor para calentar el combustible

previo al proceso de combustión, mediante el aprovechamiento del calor generado en el múltiple de escape de un vehículo a gasolina.

2. Objetivos. 2.1 Objetivo general.

Realizar un trabajo de investigación mediante el cual se pueda llegar a

diseñar e instalar un intercambiador de calor que permita calentar el combustible aprovechando el calor generado en el múltiple de escape de un vehículo y llegar a determinar los beneficios o complicaciones que esto genera.

2.2 Objetivos específicos.

Realizar una investigación sobre el proceso de combustión que se produce

en el motor de un vehículo a gasolina y determinar así en que medida resulta conveniente o no calentar el combustible antes del mismo, y que efectos genera esto en la composición y comportamiento de la gasolina.

Dar a conocer lo que es un intercambiador de calor, tipos y su funcionamiento, debido a que será el elemento empleado para poder calentar el combustible.

Desarrollar el concepto de recuperación de calor residual, así como presentar los sistemas de recuperación de calor desarrollados bajo este concepto como investigaciones o que se encuentran en el mercado.

Realizar los cálculos requeridos, considerando todos los parámetros presentes, y diseñar el intercambiador de calor de acuerdo a las características del motor del vehículo en el cual se va a instalar el sistema.

Determinar los efectos generados en el funcionamiento del vehículo una vez instalado el dispositivo.

3. Introducción.

El proceso de combustión de un motor a gasolina se lleva a cabo por medio de

un proceso de encendido de mezcla aire combustible para liberar energía

calorífica que se transforma en movimiento de rotación, que requiere el motor para su funcionamiento. Este proceso de encendido requiere de la presencia de una chispa eléctrica que enciende la mezcla. La mezcla aire combustible debe contener gasolina lo mas pulverizada posible para facilitar el proceso de combustión y así lograr una mejor eficiencia y rendimiento para lo cual se puede calentar esta gasolina, haciéndola mas gaseosa antes de ingresar a las cámaras de combustión.

La idea de calentar el combustible antes del proceso de combustión no solo viene dado por el deseo de aumentar rendimiento y eficiencia, sino por la concientización de lo costoso y difícil que se vuelve en estos días conseguir combustibles fósiles y al saber que gran parte de la energía que liberan estos combustibles al ser combustionados se pierden en forma de calor. Surge entonces lo que conocemos como recuperación de calor residual, que es un proceso mediante el cual se diseñan sistemas que permiten aprovechar el calor de desperdicio, generado principalmente en los ductos de escape de los motores de combustión u otros sistemas para varios fines, como calentar combustibles antes de su combustión y así aprovechar de mejor manera la energía que brindan dichos combustibles mejorando eficiencia y rendimiento en los sistemas, lo que a su vez se traduce también en ahorro.

Los sistemas empleados para este fin son principalmente los intercambiadores de calor, que en este caso nos servirán para retener el calor generado en el ducto de escape del motor del vehículo, transmitiendo este calor al fluido que circulara por dicho intercambiador, en este caso gasolina, para de esa forma volverla mas gaseosa antes del proceso de combustión mejorándolo.

4. Desarrollo – Estado del arte.

PROCESO DE COMBUSTIÓN EN LOS MOTORES DE GASOLINA.

Un motor de combustión interna funciona gracias a la energía que se obtiene

al quemar una mezcla de aire – combustible, la cual ingresa a la cámara de combustión, es sometida a altas presiones y temperaturas y se enciende por medio del salto de una chispa eléctrica. Al quemarse esta mezcla se genera una gran energía calorífica que hace que las moléculas choquen contra el pistón, lo obligan a bajar generando un trabajo en forma de movimiento alternativo, el cual por medio del mecanismo biela – manivela lo convierte en movimiento de rotación, que es el requerido para poner en marcha el vehículo.

Fig,1 Proceso de Combustión.

COMBUSTIÓN.

La combustión es una reacción química de oxidación. En este caso se genera al

tener gasolina y oxigeno, mas la presencia de una chispa que enciende este mezcla liberando: anhídrido carbónico, oxigeno, agua, hidrocarburos, otras sustancias contaminantes y calor, que es el que requiere el motor para su funcionamiento.

AIRE.

El aire se encuentra presente en el proceso de combustión ya que de el se obtiene el oxigeno requerido para el proceso.

GASOLINA.

Es una mezcla de hidrocarburos, que se obtiene mediante procesos de destilación del petróleo en las refinerías y libera gran energía al ser combustionada, de ahí la razón de su utilización en la industria automotriz. Sus propiedades serán analizadas al realizar los cálculos para el diseño.

ÍNDICE DE OCTANO - DETONACIÓN.

Lo que impide que el combustible detone es el índice de octano del combustible, mientras mayor es este índice, mayor es la presión y temperatura que puede soportar sin autoinflamarse.

Se produce la detonación cuando la mezcla de aire combustible explota sin la presencia de la chispa, generado por un exceso de calor y presión durante un tiempo determinado.

REQUERIMIENTOS DE LA MEZCLA AIRE - COMBUSTIBLE.

Esta mezcla es unión entre el aire y la gasolina, que se debe encontrar pulverizada.

La gasolina debe estar pulverizada para así facilitar su vaporización, lo cual se logra al inyectar gotas muy finas y hacerla chocar con la corriente del aire.

La mezcla también debe ser homogénea, tener un correcto dosado y repartirse de manera uniforme en todos los cilindros.

Para lograr combustionar 1Kg de gasolina, se requiere de 14,7Kg de aire. A esta relación se la conoce como relación estequiométrica, que es la requerida para lograr una combustión completa.

CONDICIONES A TOMAR EN CUENTA EN EL DISEÑO EN BASE AL PROCESO DE COMBUSTIÓN.

En base a la investigación sobre el proceso de combustión, podemos determinar que:

Al calentar la gasolina se la lleva a un estado gaseoso, lo cual facilita su pulverización y consecuentemente el proceso de combustión, generando una mejor y mas completa combustión, obteniendo al mismo tiempo un aumento de eficiencia, potencia y menor consumo de combustible.

Se debe tener muy en cuenta el índice de octano y el valor de relación de compresión del motor en el cual se instalara el sistema, ya que, del índice de octano dependerá la temperatura a la cual se puede llevar la gasolina en función del valor de relación de compresión para evitar la detonación. Mientras mas alto es el valor de la relación de compresión mas alto debe ser el valor del octanaje para el correcto funcionamiento de ese motor.

RECUPERACIÓN DE CALOR RESIDUAL.

Debido al alto costo de los combustibles fósiles hoy en día, y el impacto ambiental que estos generan, la energía térmica que estos generan resulta ser un valioso aporte energético el cual no se debe desaprovechar.

Una corriente de gas de escape que circula a una temperatura superior a 121 °C tiene un gran potencial para recuperar su calor residual.

Tenemos ya sistemas que realizan este proceso y otros en desarrollo, mediante los cuales se ahorra el consumo de combustible.

SISTEMAS DE RECUPERACIÓN DE CALOR. Se sabe que reducir el consumo energético es más efectivo que evitar su gasto, por lo que la innovación en sistemas de recuperación de calor ofrece ambas opciones: reducir la demanda innecesaria de combustibles y aprovechar el calor que se genere. Una gran alternativa para cubrir las necesidades de climatización y evitar emisiones contaminantes. El trabajo de los sistemas de recuperación de calor es coger el calor del equipo y reutilizarlo en el mismo equipo o en otro el calor residual. Este calor puede aprovecharse de modo que se cumplan diversos objetitos simultáneamente:

Disminuir la temperatura de emisión de fluidos, con el fin de reducir la contaminación

térmica de la planta

El calor residual supone una importante pérdida de energía térmica en la industria,

mientras que su aprovechamiento aumenta significativamente la eficiencia energética,

tanto de los equipos, como de la eficiencia global de la planta. Cuanto mayor sea la

temperatura de la fuente de calor residual, mayor será la capacidad de

aprovechamiento.

Los equipos susceptibles de ser mejorados con medidas de recuperación de calor residual son múltiples:

Hornos eléctricos y de gas

Calderas de todo tipo (gas, gasóleo, biomasa, etcétera)

Secaderos

Evaporadores

Compresores

Sistemas de refrigeración

Turbinas

Motores

Instalaciones de cogeneración

Por otro lado, las líneas de aprovechamiento de calor residual son, fundamentalmente, dos:

Recuperación del calor residual de gases de combustión.

Recuperación del calor residual de otros fluidos.

Recuperación de Calor Residual de Camiones de Carretera Una forma de lograr este objetivo es reducir sustancialmente el consumo de combustible para grandes camiones de carretera. Aunque sus sistemas de propulsión diésel ya están altamente desarrollados y optimizados, se piensa que un área de desarrollo crítico es capturar algo del calor residual del motor y convertirlo en trabajo útil. Aquel esquema impulsaría la economía del combustible y con ello reducir sus emisiones de CO2. Un posible enfoque para lograr parte de esta meta para camiones de ciudad es utilizar un paquete híbrido. Esto capturaría algo de la energía de frenado y potencialmente permitir el uso de un motor pequeño. Sin embargo, grandes vehículos de carretera necesitan una solución diferente porque la mayor parte de su ciclo de trabajo es a un límite de velocidad de 80 kph bajo cargas de motor moderadas y pesadas. Alguno de estos vehículos ya incorporan una unidad de poder auxiliar (set generador) el cual es usado sólo para calentar y enfriar la cabina mientras el remolque del tractor está en una parada. La fuente de energía disponible más grande para camiones pesados es en los gases de escape del motor. Normalmente, esos camiones cuentan con un motor turboalimentado de 300-560 BHP en la que la temperatura de escape se encuentra por sobre los 300°C de un periodo de tiempo sustancial. Usar intercambiadores de calor para capturar algo de esta energía para entregar una fuente de calor termodinámica para un ciclo termodinámico de horquilla cerrada es un posible enfoque para solucionar este problema. Se asume que el disipador de calor para tal equipo sería de 20°C aire ambiente. Se han discutido otras alternativas incluyendo usar aparatos termoeléctricos que pudiesen absorber el calor de los gases de escape y proveer directamente electricidad. La experiencia de Iveco es que tales aparatos no cumplirían con los requerimientos expuestos anteriormente para una unidad de tamaño mediano a grande. Iveco está buscando una nueva tecnología para resolver este problema y están dispuestos a financiar el desarrollo de enfoques prometedores. Iveco también está interesado en componentes únicos (ej. expansores, bombas de alta presión, intercambiadores de calor, etc.) que podrían permitir la realización de las soluciones mencionadas anteriormente.

SISTEMA HEAT2POWER Sistemas de recuperación de energía térmica para mejor eficiencia de combustible.

Heat2power propone soluciones para el ahorro de combustible y reducir las emisiones de CO2 en los motores de combustión, haciendo uso de su calor residual de escape. Esta economía de combustible es accesible para motores que funcionan con gasolina, diésel, biocombustibles, hidrógeno o cualquier otro tipo de combustible. Este sistema propone dos soluciones con alta densidad de potencia para aplicaciones móviles y soluciones robustas para la generación de energía y aplicaciones marinas. También está siendo reconocido por el mundo del automovilismo como una tecnología importante para el futuro de los coches de competición y de carretera.

Fig.2 Sistema Heat2power

Ámbito de aplicación de la tecnología

Heat2power se ha centrado en la mejora de los flujos de energía a través de un motor de combustión interna para mejorar su eficiencia. El flujo a través de los gases de escape había sido identificado como una fuente potencial de energía para la generación de par de torsión en el cigüeñal. Una tecnología ha sido desarrollada para utilizar el calor residual de una manera altamente eficiente. El objetivo como se muestra en la siguiente imagen también fue darse cuenta de esto con una alta eficiencia. Además de esto, la alta densidad de potencia estaba dirigido a fin de tener una solución atractiva para aplicaciones móviles.

Fig.3 Propósito del Heat2power

La aplicación compacta y ligera de esta tecnología en combinación con la tecnología de combustión interna original, permite el diseño de los motores de combustión con un consumo muy bajo de combustible específico. El concepto ha tenido en cuenta la necesidad de la industrialización con un nivel muy alto de traspasan. El diseño finalmente no requiere modificaciones importantes en bloques de motores de corriente y de la arquitectura del sistema de propulsión.

Principio de la tecnología

El concepto se basa en los requisitos que se han identificado como obligatorios en el entorno de la producción en masa de automóviles. Las principales características de un automóvil deben ser WHR:

o Operar dentro del rango de temperatura de calor residual de los gases de

escape del MCI

o Compacto, por lo tanto tienen una alta potencia específica (kW / l)

o Ligero, por lo tanto tienen una alta potencia específica (kW / kg)

o Mejor nivel de eficiencia posible en todos los puntos de trabajo,

especialmente a carga parcial para la conducción de todos los días

o Fácil de adaptar en un equipo industrial

o Fácil de adoptar

o Cumplir con las regulaciones

o Libre de mantenimiento especial

o Rentable

o Utilice la tecnología convencional

o El nivel de par debe ser totalmente controlable por seguir lo solicita el

conductor de torque

El sistema heat2power se basa en el uso de uno o más cilindros para la regeneración de calor residual. Estos cilindros pueden estar en sustitución de los cilindros de combustión dentro de un motor existente o como un módulo de complemento que está conectado al motor por medio de un juego de engranajes o de una transmisión por correa. También es posible tener ninguna conexión mecánica entre el motor de combustión y la unidad de regeneración en caso de que la alimentación de la unidad de regeneración es sacada eléctricamente. La potencia térmica se extrae de los gases de escape del motor de combustión interna por medio de un intercambiador de calor. Este es un intercambiador de calor gas-gas que operan a altas temperaturas: hasta aproximadamente 950 ° C. Básicamente el sistema heat2power funciona como la mayoría de los ciclos termodinámicos: admisión y comprimir un gas, y luego calentarlo y, finalmente, dejar que se expanda. La diferencia entre un MCI y el sistema heat2power es que la entrada de calor no es por la combustión dentro del cilindro, pero por intercambio de calor externa al cilindro. Después de la carrera de expansión el aire se libera a bajas temperaturas (250-300 ° C en lugar de 600-950 ° C). Esto también puede ser considerado como una ventaja para vehículo militar que requieren un perfil térmico bajo.

El intercambiador de calor de los gases de escape se coloca después de los catalizadores (vehículos de gasolina) o después del filtro de partículas (vehículos diésel). De tal manera que el gas de escape después del tratamiento no se ve afectado y el motor de combustión no necesita su sintonía para hacer todo de nuevo.

Fig.4 Diagrama de corte del Heat2power

Disposición del sistema de una configuración heat2power ADD-IN y sus flujos de potencia El dispositivo de regeneración está compuesto de:

o Uno o más [pistón - cilindro y varilla] grupo,

o Con 4 válvulas por cilindro, accionadas por levas estándar,

o 1 Intercambiador de calor aire / aire,

o 1 dedicada turbocompresor impulsar

Cualquier combustible utilizado en el proceso de combustión de los "cilindros de combustión" que genera calor es compatible con heat2power. El sistema heat2power es una máquina que funciona con sólo calor. No necesita ningún combustible. Se puede, por tanto, también se puede aplicar en los campos de la energía solar y la energía geotérmica como una alternativa al motor Stirling también. El motor que funciona con tiene la misma limitación de RPM como el motor de combustión interna, y opera con una buena eficiencia y con relativamente alta potencia específica.

Aplicación

La intención inicial era hacer motores de automóviles más eficientes. Durante el desarrollo de la tecnología, otros mercados también se han identificado, algunas con potencial muy fuerte debido a la gran cantidad de tiempo que los motores se están ejecutando. Camiones normalmente se ejecutan varias horas por día, mientras que el automóvil sólo se utiliza durante un corto periodo de tiempo. Los buques, trenes y más importante aún aplicaciones de generación de energía tienen un elevado número de horas de funcionamiento. En la generación de energía, por lo general más de 8000 horas al año. Aunque estos motores ya tienen una alta eficiencia todavía hay un

ahorro en combustible que se obtiene con un dispositivo heat2power y por lo tanto el costo de correr puede ser reduce considerablemente.

o Automotriz

Los costos de combustible se han convertido en una pesada carga para

muchos propietarios de automóviles en el último par de años. Las

reservas mundiales de petróleo son limitadas, por lo que el tiempo

que podemos hacer con ellos, mejor podremos cambiar a otras

fuentes de energía y materias primas.

Nuestro clima está cambiando debido a las emisiones de CO2 y con el

fin de frenar el cambio de clima que tenemos que reducir nuestras

emisiones de CO2. Hay muchos controladores para una mejor

economía de combustible de los coches de carretera.

o Camiones y Buques

Los costos de transporte han aumentado fuertemente en el último par

de años. Debido principalmente al aumento de los precios del

combustible. Los altos costos de transporte tienen un impacto

razonable en el precio de todos los bienes. Se desea llevar el costo de

transporte de regreso a los niveles más bajos de nuevo.

o Generación de energía

Los costos de generación de energía han aumentado fuertemente en

el último par de años debido al aumento de los precios del

combustible. Aunque los motores en la generación de energía son ya

muy eficiente (43% o alrededor de 200 g / kWh) que todavía tienen un

flujo de energía del calor residual que puede ser explotada para lograr

una mejor economía de combustible.

o Ferrocarriles

A nivel mundial hay muchos trenes que circulan por diésel. Donde no

se han electrificado pistas este es el principal modo de propulsión.

o Competencias

Aunque las carreras no era el objetivo principal de las aplicaciones

heat2power se encontró que los mercados de los coches de carreras,

camiones de carreras y barcos de la energía están muy interesados en

la aplicación de la regeneración de calor residual.

o Solar

La energía solar que promete ser una de las tecnologías energéticas

clave para los países en desarrollo y para la reducción de emisiones

CO2 en una escala más general.

La energía solar puede satisfacer muchas demandas de electricidad,

energía mecánica, calefacción y refrigeración. Las dos familias

principales de tecnologías de energía solar fotovoltaica y son la

conversión de energía térmica.

SISTEMA TURBEX

Fig.5 Sistema turbex

Al diseñar un vehículo automotor siempre se requiere de la búsqueda de nuevas maneras de hacer mas eficaz su funcionamiento. Como por ejemplo el ahorro de combustible o mejorar la potencia del motor en si con ciertos criterios de cilindraje y relación de compresión. Turbex consiste en mejorar estos factores mediante un sistema de pre-calentamiento del combustible (gasolina o diesel) utilizando el calor de sistema de refrigeración que en comparación de una línea normal de combustible “fría” si es notable el calentamiento de combustible. Se coloca el turbex en una tubería de refrigeración y se coloca las conexiones de combustible al turbex. Esto vendría a ser un intercambiador de calor donde transferimos el calor del refrigerante al combustible. ¿Que sucede en el motor? Aquí entraría una discusión de tipos de combustibles. Ya que en algunos regiones o países el combustible como la gasolina viene con un porcentaje de etanol. La mescla de etanol y gasolina se utiliza para motores de alta relación de compresión ya que con el combustible normal o gasolina de bajo octanaje obtendrá detonaciones ya que su temperatura de detonación es baja. En la mescla etanol obtendremos un mejor rendimiento y no habrá detonaciones ya que su temperatura de detonación en función de la presión es mas alta.

Ya que la mescla de este combustible ya tiene un porcentaje de oxigeno 3.7% con un 10% de mescla de etanol, sabemos que si podemos obtener oxigeno de ahí. Turbex separa las moléculas de oxigeno en la cámara de combustión aumentando la potencia en cada explocion del motor Aumentara:

Aumenta la potencia útil desde las primeras vueltas del motor.

Ahorrará 1 de cada 6 litros de combustible.

Reduce más del 60% de los gases contaminantes del escape.

Mejora el rendimiento y alarga la vida del motor.

Con cada depósito rueda más kilómetros.”

Fig.6 Beneficios obtenidos

INTERCAMBIADORES DE CALOR

Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado con el objetivo de transferir calor de un medio a otro a diferente temperatura. En muchos casos, estos medios son dos fluidos que fluyen muy cerca el uno del otro, aunque separados por un material, generalmente metal, con buenas propiedades de transferencia de calor El fluido de mayor temperatura transfiere parte de su calor al fluido frío a través del intercambiador de calor disminuyendo la temperatura del fluido caliente y aumentando la temperatura del fluido frío TIPOS DE INTERCAMBIADORES 1.- Intercambiador de contacto directo. 2.-Intercambiador de contacto indirecto. 2.1.-Regenerativos y no regenerativos. 2.2.-Recuperativos. 2.2.1.- Una sola corriente. 2.2.2.- Dos corrientes en flujo paralelo. 2.2.3.- Dos corrientes en contracorriente. 2.2.4.- Dos corrientes en flujo cruzado. 2.2.5.- Dos corrientes en contraflujo cruzado. 2.2.6.- Dos corrientes a pasos múltiples 1.- Intercambiadores de contacto directo En los intercambiadores de contacto directo sin almacenamiento de calor las corrientes contactan una con otra íntimamente, cediendo la corriente más caliente directamente su calor a la corriente más fría. Este tipo de intercambiador se utiliza naturalmente cuando las dos fases en contacto son mutuamente insolubles y no reaccionan una con otra. Por consiguiente, no puede utilizarse con sistemas gas-gas. Los intercambiadores de calor de contacto directo son de tres amplios tipos:

Intercambiadores gas-sólido.

Intercambiador fluido-fluido.

Intercambiador de calor de contacto directo fluido-fluido en los que una fase puede

disolverse en otra.

2.- Intercambiadores de contacto indirecto 2.- Regenerativos y no regenerativos Un intercambiador regenerativo es aquel donde se utiliza el mismo fluido. El fluido caliente abandona el sistema cediendo su calor a un regenerador y posteriormente regresando al sistema.

Los intercambiadores regenerativos son comúnmente utilizados en sistemas con temperaturas altas donde una porción del fluido del sistema se remueve del proceso principal y éste es posteriormente integrado al sistema. Ya que el fluido que es removido del proceso principal contiene energía, el calor del fluido que abandona el sistema se usa para recalentar el fluido de regreso en lugar de expeler calor hacia un medio externo más frío lo que mejora la eficacia del intercambiador. En un intercambiador regenerativo, el fluido con mayor temperatura en enfriado por un fluido de un sistema separado y la energía (calor) removida y no es regresaba al sistema.

Fig.7 Intercambiador regenerativo e intercambiador no regenerativo.

El tubo de calor transporta calor muy eficazmente desde un lugar a otro, y puesto que la resistencia principal a la transmisión de calor está en los dos extremos del tubo, donde el calor se toma y cede, se utilizan normalmente tubos con aletas en estas zonas. El fluido del tubo que hierve en un extremo y condensa en el otro actúa transportando el calor con una circulación de ida y vuelta.

Fig.8Transporte de calor de un lugar a otro.

El tubo de calor transporta calor desde un sitio a otro, con frecuencia bastante apartado. Conseguir un intercambio de calor en contracorriente de gases y líquidos no es problema, pero para dos corrientes de sólidos no es un caso fácil.

Fig.9 Intercambiador de calor Solido-Solido en contracorriente.

2.2.- Recuperativos Existen diversas configuraciones geométricas de flujo posibles en un intercambiador, las más importante son las que se representan. 2.2.1.-Una sola corriente. La configuración de una sola corriente se define como un intercambiador en el que cambia la temperatura de un solo fluido; en este caso la dirección del flujo carece de importancia. Los condensadores, evaporadores y las calderas de vapor son ejemplos de este tipo de intercambiadores

Fig.10Una sola corriente.

2.2.2.- Dos corrientes en flujos paralelos. Los dos fluidos fluyen en direcciones paralelas y en el mismo sentido. En su forma más simple, este tipo de intercambiador consta de dos tubos concéntricos.

Fig.11 Dos corrientes en flujo Paralelo.

En la práctica, un gran número de tubos se colocan en una coraza para formar lo que se conoce como intercambiador de coraza y tubos.

Fig.12 Intercambiador de calor de coraza.

El intercambiador tipo placas consiste en varias placas separadas por juntas y resulta más adecuado para gases a baja presión. Esta configuración se conoce también como intercambiador de corrientes paralelas.

Fig.13 Intercambiador de calor tipo placas.

2.2.3.- Dos corrientes en contracorriente. Los fluidos se desplazan en direcciones paralelas pero en sentido opuesto.

Fig.14Dos corrientes a contra flujo.

Veremos que para un número dado de unidades de transferencia, la efectividad de un intercambiador de corriente es mayor que la del intercambiador en contracorriente. Los precalentadores de agua de alimentación para calderas y los enfriadores de aceite para aviones son ejemplos de este tipo de intercambiadores de calor. Esta configuración se conoce también como intercambiadores de contracorriente. 2.2.4.- Dos corrientes en flujo cruzado. Las corrientes fluyen en direcciones perpendiculares.

Fig.15 Dos corrientes a flujo cruzado.

La corriente caliente puede fluir por el interior de los tubos de un haz y la corriente fría puede hacerlo a través del haz en una dirección generalmente perpendicular a los tubos. Una o ambas corrientes pueden estar sin mezclarse, como se muestra. Esta configuración tiene una efectividad intermedia entre la de un intercambiador de corriente paralela y la de uno en contracorriente, pero a menudo su construcción es mas sencilla debido a la relativa simplicidad de los conductos de entrada y de salida.

Fig.16Radiador de un vehículo.

2.2.5.- Dos corrientes en contraflujo cruzado. Se muestran los casos de dos pasos y de cuatro pasos, aunque puede usarse un número mayor de pasos.

Fig.17Dos corrientes a contraflujo cruzado.

Conforme aumenta el número de pasos, la efectividad se aproxima a la de un intercambiador de corriente ideal. 2.2.6.-Dos corrientes a pasos múltiples.

Cuando los tubos de un intercambiador de coraza y tubos están dispuestos en uno o más pasos en el interior de la coraza, algunos de los pasos producen un flujo paralelo mientras que otros producen un flujo a contracorriente.

Fig.18Dos corrientes a pasos múltiples.

El intercambiador de dos pasos de este tipo es común porque sólo es necesario perforar uno de los extremos para permitir la entrada y salida de los tubos.

Fig.19Regeneración de lecho fijo.

Podemos establecer los siguientes puntos que resumen el tipo de intercambiadores de calor. • Existen dos métodos para la construcción de intercambiadores de calor: Tipo Plato y Tipo Tubo. • En un intercambiador de flujo paralelo el fluido con mayor temperatura y el fluido con menor temperatura fluyen en la misma dirección. • En un intercambiador de Contraflujo el fluido con mayor temperatura y el fluido con menor temperatura fluyen en con la misma dirección pero en sentido contrario. • En un intercambiador de flujo cruzado el fluido con mayor temperatura y el fluido con menor temperatura fluyen formando un ángulo de 90◦ entre ambos, es decir perpendicular uno al otro. • Las cuatro principales componentes de un intercambiador son:

o Tubos

o Plato o tubo

o Carcasa

o Bafle

• Los intercambiadores de un solo paso tienen fluidos que transfieren calor de uno a otro una sola vez. • Los intercambiadores de múltiple paso tienen fluidos que transfieren calor de uno a otro más de una vez a través del uso de tubos en forma de "U" y el uso de bafles. • Los intercambiadores de calor regenerativos usan el mismo fluido para calentar y enfriar. • Los intercambiadores de calor no-regenerativos usan fluidos separados para calentar y enfriar

5. Conclusiones.

La implementación de un sistema para calentar la gasolina antes de la combustión, resulta viable debido a los beneficios que se obtiene de esto, como son mejorar rendimiento, ahorrar combustible, reducir contaminación, entre otras.

Se debe tener en cuenta absolutamente todos los parámetros que van a intervenir en el proceso, para diseñar un sistema correcto acorde a las características del motor sobre el cual se va a instalar.

Se debe concientizar sobre la utilización de estos sistemas debido a los beneficios que estos generan y para contribuir con el medio ambiente.

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