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IAv-4º Teresa Leo Mena 2
¿Qué es un cambiador de calor?
Es un dispositivo que facilita la transferencia de calor entre dos o más
fluidos que se encuentran a temperaturas distintas.
Si sólo hay dos fluidos, uno es el fluido caliente y el otro es el fluido frío.
En el avión, son muchos los tipos de cambiadores de calor que se utilizan. Van instalados, entre otros, en los sistemasde:
LubricaciónCombustible
Aire acondicionado…
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PROGRAMAPrimera parte: Conceptos básicos• Clasificación. Criterios• Coeficiente global de transferencia de calor
– Pared plana sin aletas– Tubo sin aletas– Pared plana con aletas– Tubo con aletas
• Factor de suciedad• Estudio de los cambiadores de calor
– Método de la temperatura media logarítmica– Método del rendimiento-NTU
Segunda parte: Cambiadores de calor compactos
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
• J. P. Holman Transferencia de Calor McGraw-Hill Madrid[etc.], 1998. 8a ed. (1a en español)• A. J. Chapman Heat Transfer Mac Millan New York, 1989. 4 ed• F. P. Incropera Introduction to heat transfer John Wiley & Sons New York, 1996. 3 ed• M. N. Özişik Heat Transfer: a basic approach Mac Graw-Hill New York, 1985• Rolls Royce The Jet Engine Rolls-Royce Derby, 1986. 4th ed.• A. Esteban Oñate Conocimientos del avión Paraninfo Madrid 2001
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Esquema del sistema de lubricación de un motor de aviación en el que se muestra el cambiador de calor empleado para enfriar el aceite. En este caso se utiliza el combustible como fluido frío (refrigerante)
Sistema de lubricación
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Sistema de lubricación: enfriadores de aceite con aire y con combustible
Turbofan
Presiones altas en los cojinetes
Interior tubos: airecombustible
Exterior: aceite (fluido caliente)
Carcasa y tubos
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¿Qué es un cambiador de calor?
1.- Proceso de transferencia
2.- Compacidad
3.- Tipo de construcción
4.- Disposición de las corrientes
5.- Mecanismo de transferencia de calor
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Contacto indirecto (aire-aire): precooler
Tubos: aire sin mezclarExterior: aire mezclado
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2.- Compacidad
[Los criterios de clasificación son arbitrarios]
Es un criterio importante porque se considera el tamaño,
importante en aeronáutica, automoción, espacio,
acondicionamiento de aire, criogenia...
Densidad de área de transferencia
Compactos
No Compactos
ÁreaVolumen > 700 m2
m3
ÁreaVolumen 70 - 500 m2
m3
Ej.: carcasa y tubos.
Para mejorar la densidad de área ( ), se utilizan aletas en los c.c. gas -líquido y en los c.c. gas - gas.(El orden de magnitud del coeficiente de transferencia en gases es 1 orden menor que en líquidos).
Clasificación de los cambiadores de calor
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Disposición de las corrientes
Flujo cruzado sin mezclar:Ambos fluidos sin mezclar
Flujo cruzado sin mezclar:Un fluido sin mezclarUn fluido mezclado
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5.- POR MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR
De una fase, con convección libre o forzadaDe cambio de fase (ebullición o condensa-ción)
Ej.: Calderas y condensadores de plantas de potencia
Radiación o convección combinada con radiación
Ej.: radiadores en vehículos espaciales
Clasificación de los cambiadores de calor
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