Transmisión de calor
En la transferencia de calor, la energía térmica se transmite de un sistema más caliente a otro más frío debido a una diferencia de temperatura. Dado que el calor es una forma de energía, no se puede almacenar ni intercambiar, sino solo transferir. Por lo tanto, el término «intercambio de calor», tan utilizado, es coloquial, pero físicamente incorrecto.
En la ingeniería de procesos, la transferencia de calor es una operación fundamental. Determina los procesos de calentamiento, enfriamiento, secado, reacción y control de temperatura. Una transferencia de calor controlada es un requisito indispensable para garantizar la estabilidad de los procesos y la reproducibilidad de las propiedades del producto.
La transferencia de calor se produce a través de tres mecanismos fundamentales: conducción térmica, convección y radiación térmica. En los aparatos técnicos, estos mecanismos suelen actuar simultáneamente. La tasa de transferencia de calor resultante depende de las propiedades de los materiales, las condiciones del flujo, las superficies y las diferencias de temperatura.
En mezcladores, reactores y secadores, la transferencia de calor se mejora de forma específica mediante el movimiento del producto. Un buen flujo y un contacto intenso con las superficies calentadas o refrigeradas aumentan el transporte de calor. Por el contrario, los espacios muertos y las zonas de estancamiento empeoran considerablemente la transferencia de calor.
La potencia térmica transmitida puede describirse, de forma simplificada, mediante la siguiente ecuación:
Q_(dot) = U * A * ΔT
- Qdot es la tasa de transferencia de calor (W)
- U es el coeficiente de transmisión térmica (W/(m²·K))
- A ist die Wärmeübertragungsfläche (m²)
- ΔT ist die treibende Temperaturdifferenz (K)
La transferencia de calor es un criterio de diseño fundamental para los aparatos y las instalaciones de las industrias química, alimentaria, farmacéutica y del plástico.