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Introducción
La termodinámica es la disciplina de la ciencia Física que se encarga de estudiar la mecánica del calor y las relaciones con formas de energía .En nuestro curso se estudiará las relaciones con las formas de energía apreciables físicamente.
Este es un trabajo de investigación formativa donde recopilaré información sobre equipos industriales que aplican la termodinámica, presentando:
Gráfico de su estructura.
El tipo de sistema que utiliza y con qué fluidos opera.
También daré a conocer algunas fórmulas matemáticas y cálculos sobre su diseño y sobre su funcionamiento. 
Se citará en sistema APA Haciendo uso de bibliografía especializada en ingeniería.
1.Evaporadores
Sistema : Abierto
Fluido : Soluciones que se desean separar.
Emplean calor para concentrar soluciones o para recuperar
de sólidos disueltos por precipitación desde soluciones saturadas.
Son calderines con disposiciones especiales para la separación de líquido y
fases de vapor y para la eliminación de sólidos cuando se precipitan
o cristalizado.
Evaporadores de circulación natural
a)De tubo horizontal:
b) De tipo calandria:
Tiene tubos de 3-5 pies de largo , y la toma 
 central tiene un área de unos igual a la sección transversal de los tubos . A veces la circulación en calandrias es forzada con propulsores incorporados. (Walas, 2010)
c) De Tubo Largo:
Evaporadores verticales de tubo largo, con ya sea natural o forzada la circulación son los más ampliamente utilizado. Tubos margen comprendido entre 19 63 mm de diámetro, y 12-30ft de longitud.
d)De Película:
Debido a la vaporización del líquido está en
flujo anular o película para una parte sustancial de la longitud del tubo, yen consecuencia se llama un evaporador de película ascendente.
Evaporador de película descendente, el líquido se distribuye a las partes superiores de los tubos individuales y fluye hacia abajo como una película. La presión hidrostática se elimina, la la caída de presión es poco más que la fricción del flujo de vapor, y la transferencia de calor es excelente. Dado que el tiempo de contacto es corto y separación de líquido y vapor es prácticamente total, de película descendente la evaporación es adecuado para materiales térmicamente sensibles
(Walas, 2010)
Circulación forzada
f) Evaporador – Cristalizador de circulación forzada:
versátil, para viscoso pero el más caro que comprar y mantener.
Alimentación fresco se mezcla con la circulación residuo del líquido.
g) Tres tipos de Evaporador Cristalizador : “OSLO/KRYSTAL”:
Solamente se hace recircular el líquido claro, y se forman pequeños cristales más uniformes. (Walas, 2010)
2. Calentadores de llama
Sistema : Abierto y uniforme Fluidos : Aire , líquidos especificados en la tabla
Las altas temperaturas de proceso se obtienen mediante la transferencia directa de calor
a partir de los productos de la combustión de los combustibles .
Las temperaturas de hidrocarburos quemados con aire estequiométrico son alrededor de 3500 ° F . Los datos específicos son citados por Hougen , Watson , y Ragatz ( Principios de procesos químicos , Vol . I, Wiley , Nueva York , 1954 , p. 409 ) y en las marcas Mechanicat Manual del Ingeniero , (1978 , p . 4,57 ) . Con el exceso de aire para garantizar la combustión completa de la Las temperaturas son más bajas , pero aún así adecuada para la consecución de temperaturas de proceso por encima de 2000 ° F cuando sea necesario. Las temperaturas más bajas se obtienen con medios de transferencia de calor tales como los de la Tabla 8.2 que a su vez da servicio de calentadores de fuego directo
Explicación de algunos sistemas :
(a)Radiación , enchaquetamiento, and y algunas secciones de convección de un calentador tipo caja
(b) Calentador con división para sección de convección para el precalentamiento antes y después de empapar la sección radiante (Lobe and Evans, 1939). (
c) Tubos radiantes verticales en una celda cilíndrica.
(d) Dos cámaras radiantes con una sección de convección común.
(Walas, 2010)
3. Intercambiadores
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor entre dos fluidos, o entre la superficie de un sólido y un fluido en movimiento.
Sistema : Abierto si son directos , calentamiento por mezcla de sustancia
 Cerrado si son indirectos por convección o conducción.
Fluido de operación: Líquidos
Tipos:
De doble tubo Un intercambiador de doble tubo consiste en un set de dos tubos concéntricos en los cuales se hace circular los fluidos entre los cuales se desea realizar la transferencia de calor, con los accesorios adecuados a fin de dirigir el flujo de una sección a la siguiente. 
Cada unidad conformada por la estructura representada en la figura se conoce como horquilla, y cada intercambiador de doble tubo tiene tantas horquillas como se requieran, restringiendo dicho número por el espacio disponible en planta y limitaciones de costos frente a otro tipo de equipos. (Walas, 2010)
De arreglos en serie o en paralelo :En determinados casos, por ejemplo cuando las masas que se manejan son muy grandes, causando caídas de presión muy elevadas, es conveniente dividir el o los flujos problemas, surgiendo entonces los arreglos en serie y paralelo como alternativa que hacen posible el empleo de los intercambiadores de doble tubo. El arreglo en paralelo involucra la división de ambas corrientes en “n” corrientes, cada una de las cuales pasa al lado correspondiente de un intercambiador. El arreglo en serie-paralelo ocurre cuando al dividir una sola corriente en paralelo, la otra pasa por las “n” divisiones del arreglo en paralelo. Véase las siguientes figuras para clarificar el concepto:
Cálculos para el diseño : Para hacer el diseño se debe tomar en cuenta que la temperatura del fluido cambiará al ser llevado por los tubos y sus divisiones así que la variación de temperatura se multiplicará por un factor.
Intercambiadores aletados:
Se añaden aletas al diseño para aumentar el área de difusión de calor
Sea un intercambiador de longitud “L”, si hay “Nt” tubos con“Na” aletas de espesor “d”, largo “W”, el área neta de flujo por el ángulo corresponderá a:
El área neta de transferencia de calor de una horquilla con aletas y el área que presentan las aletas en dicha horquilla están dadas por:
Fórmula de Eficiencia de aleta Recuérdese que la eficiencia de una aleta individual y en una configuración de varias aletas se estima según:
RD : resistencia debido al ensuciamiento
h : coeficiente de película puede ser exterior o interior
hi : Coeficiente de película fluido por el lado tubo
hio : Coeficiente de película fluido por el lado tubo en base al área externa.
Coeficiente global de transferencia de calor referido al área interna resulta en:
 (Ontiveros, 2009)
Intercambiadores de coraza y tubo
Dispositivos de transferencia de calor conformado por un tubo de gran tamaño llamado coraza que contiene un haz de tubos pequeños. Son los intercambiadores más empleados en la industria de procesos y pueden emplearse en múltiples funciones (rehervidores, condensadores,intercambiadores). Se usan cuando el área de intercambio oscila entre 50 y 700m (˜500 y ˜7000pies).
 
Componentes principales en un intercambiador de coraza y tubo.
1 Coraza 8 Brida del Cabezal Flotante 15 Bafles
2 Casquete posterior de la coraza 9 Canal Distribuidos 16 Placa de Choque
3 Shell Channel? 10 Placa Tubular Fija 17 Conexión para venteo
4 Brida del casquete posterior 11 Distribuidor 18 Conexión para drenaje
5 Boquilla de la coraza 12 Tapa del distribuidor 19 Conexión para instrumentación
6 Placa Tubular Flotante 13 Boquillas del distribuidor 20 Silletapara soporte
7 Cabezal Flotante 14 Varillas para sujeción y espaciado 21 Talón Elevador
La determinación de la diferencia efectiva de temperatura pasa por la selección de la configuración general del intercambiador debido a que el hecho de haber varios pasos por la coraza y los tubos hacen que el MLDT ya no sea representativo
MLDT : Diferencia Temperatura Media Logarítmica
Ft : Factor de corrección al MLDT
El Ft depende exclusivamente del número de pasos por el tubo y la coraza y de las temperaturas de los
fluidos involucrados los cuales se agrupan en dos parámetros “R” y “S”
 (Ontiveros, 2009)
4. Equipos en un ingenio azucarero
Se presentan algunos equipos con transferencia de calor y transferencia de materia .
Circulador : 
Sistema : Cerrado
Fluido de operación: Jugo de azúcar , Vapor del jugo de azúcar
Se utiliza en evaporadores multiefecto.
Los tubos son generalmente un poco más largos que los del cuerpo al que está ligado, pero la placa de la calandria superior se coloca al mismo nivel o un poco más elevada
El circulado puede calentarse con el mismo vapor que el cuerpo principal
Primordialmente se alimentan con temperatura más alta de esta forma el jugo sube con mayor fuerza que en el cuerpo principal y produce en el circulado y dentro del cuerpo una circulación ascendente. (Hugot, 1984)
Compresores
Sistema: Abierto
Fluido de operación: Aire del ambiente, 
 Fluido que se desea calentar o movilizar
Valorizan nuevamente el vapor del jugo y le da el excedente de presión y de temperatura necesarios para llevar a ebullición al jugo que lo produce.
 Turbocompresor.
Llamado también “Bomba de calor” es un compresor centrífugo que permite elevar la presión del vapor en cierta medida y por consecuencia, su temperatura.
En las fábricas de Azúcar este aparato permite a un cuerpo de la evaporación calentarse con el vapor de su propio jugo.
Por ejemplo:
Imagínese, un cuerpo cuyo espacio-vapor está a 100°C. En éste, el jugo debe hervir aproximadamente a 100 o 101 °C. Si el vapor de este jugo se toma a 100°C, temperatura que corresponde al a presión atmosférica (1.133 kg /cm2 absoluto) y se le hace pasar a través del compresor. Éste lo llevará a 1.275 kg/cm2 .La temperatura correspondiente a esta nueva presión es de 106°C y el vapor así comprimido y retornado a la calandria podrá nuevamente evaporar el jugo que se encuentra a 100 o 101.
Se maneja con una turbina de vapor o con un motor eléctrico. Ocupa menos espacio que un multiefecto pero tiene piezas mecánica costosas que se desgastan por estar en movimiento. (Hugot, 1984)
 Termocompresor:
«El termo-comprensor es un aparato que utiliza el trabajo mecánico de la expansión de un vapor para aspirar otro a más baja presión y proporcionar una mezcla de presión superior a la del vapor aspirado.» (Pombo,1935,p.1)
Secador de azúcar
Sistema: Abierto
Fluido de operación: Aire del ambiente
 Sólidos de operación: Cristales de azúcar
La figura representa esquemáticamente un secador. El aparato se compone de un elevador de azúcar. En un secador rotativo S, Que sirve al mismo tiempo como enfriador en su parte inferior , un calentador de aire R ; un ventilador V , un ciclón C; un separador de polvo ; una chimenea Ch ; un segundo elevador E’ ; una tolva T y una báscula automática B
Fórmula de volumen El aire puede pasar en
CONTRACORRIENTE PARALELO u otros
A= peso del aire que debe pasar por el secador kg/h
P= peso del azúcar por secarse, kg/h
h = contenido de humedad del azúcar con relación a la unidad
H0= Coeficiente vapor de agua contenido en el aire saturado a la temperatura t0 de entrada al calentador de aire (temperatura ambiente ) g/ Kg
H1= peso del vapor contenido en el aire saturado a la temperatura t1 de salida del secador , en g / kg
Cálculo del volumen del aire: 
V= volumen de aire necesariom3 /h a0 = densidad del aire a t0 grados , en kg/m3
e0 = peso del vapor contenido e el aire saturado a t0 grados , en kg/m3
Cálculo de la superficie del calentador de aire:
Se alimenta de vapor aprox. 5 kg/cm3. Está compuesto por tubos de aluminio con o sin aletas.
El vapor condensado se desaloja por la parte inferior. La superficie de este pequeño calentador puede calcularse con la siguiente fórmula:
S= superficie del calentador de aire, en m2
M = cantidad de calor por transmitir, en kcal/h
K= coeficiente de transmisión del calor, en kcal/m2/grado/h
 (Hugot, 1984)
Las figuras 327 y 328 muestran las curvas de e y a, respectivamente en función de la temperatura. 
5.Operaciones unitarias
 Sistema: Abierto y estable.
 Fluidos de la operación: Amonio , agua
 
Reactor
(Ray, 2010)
Unidad de oxidación
Vaporizador de amoniaco
(Ray, 2010)
Galindo Lucas , José (2007-2009). Video. Diseño térmico de intercambiadores de calor.© UPV . Valencia, ES.: Universitat Politècnica de València - UPV –recuperado de: 
 http://www.revistavirtualpro.com/print/equipos-industriales/12#sthash.FUZNfXQS.dpuf