¿Qué es un fluido de transferencia de calor?
A fluido de transferencia de calor El agua se define como un líquido o gas que participa en la transferencia de calor. Actúa como un importante intermediario para la refrigeración, transportando y almacenando energía térmica, y para el calentamiento, en el otro extremo del proceso. Estos valiosos fluidos se emplean en innumerables procesos y aplicaciones industriales que requieren calefacción y refrigeración. Generalmente se utilizan en ciclos continuos y de circuito cerrado. Por ejemplo, el agua se utiliza para refrigerar los motores de los vehículos, pero también para calentar el agua en un sistema de calefacción central mediante radiadores.
¿Se puede utilizar el agua como fluido de transferencia de calor?
El agua es ampliamente conocida como un fluido de transferencia de calor popular debido a su asequibilidad, alta capacidad calorífica y atributos de transporte favorables.
Sin embargo, el rango de temperatura útil del agua se ve limitado por su punto de congelación por debajo de 0 °C y su punto de ebullición a temperaturas elevadas, aunque los aditivos anticongelantes pueden ayudar a solucionar el problema de la congelación.
Fluidos de transferencia de calor especialmente formulados
Hoy en día, se formulan y utilizan muchos fluidos de transferencia de calor específicos en una amplia gama de aplicaciones. Expertos líderes en transferencia de calor como Paratherm y Shell, Entre otras cosas, fabrican fluidos para industrias específicas utilizando aditivos altamente avanzados.
Para temperaturas elevadas, los fluidos y aceites de hidrocarburos sintéticos o a base de silicio ofrecen una menor presión de vapor. Los metales y sales fundidos también se pueden utilizar para almacenar y transferir calor a altas temperaturas, donde los fluidos orgánicos comienzan a degradarse. Gases como el vapor de agua, el argón, el nitrógeno, el hidrógeno y el helio también se han empleado como fluidos de transferencia de calor en aplicaciones donde los líquidos no son adecuados.
Procesos industriales donde un fluido de transferencia de calor es un requisito esencial
Fabricación de plásticos
En la industria de fabricación de plásticos, se necesitan fluidos de transferencia de calor de alta calidad para la policondensación y polimerización del poliéster, la producción de fibras sintéticas, el procesamiento del nailon y las operaciones de moldeo de PET.
Fabricación de productos químicos
Los fluidos de transferencia de calor también son cruciales para varios procesos de fabricación química, incluidos el alquilbenceno lineal (LAB), el anhídrido ftálico (PA), el tereftalato de dimetilo (DMT), los alcoholes, los plastificantes y las olefinas, entre otros tipos de productos petroquímicos.
Procesamiento de alimentos y bebidas
Estos fluidos, diseñados específicamente para cada aplicación, ofrecen múltiples beneficios en procesos de refrigeración, congelación, descongelación y deshumidificación. Procesadores de fruta, bodegas y lecherías pueden utilizarlos para garantizar que sus productos se mantengan fríos durante el procesamiento.
Las cervecerías utilizan fluidos de transferencia de calor para garantizar un rendimiento duradero y fiable, proporcionando la refrigeración necesaria junto con el enfriamiento para la etapa secundaria de fermentación.
Industria farmacéutica
En el sector farmacéutico se requieren fluidos de transferencia de calor con un amplio rango de temperaturas, ya que algunas reacciones químicas necesitan altas temperaturas. Para la cristalización de los productos finales, a menudo es necesario mantener temperaturas excepcionalmente bajas.
Procesamiento de gas
En las operaciones de procesamiento de gas, la eliminación de impurezas es vital para evitar consecuencias fatales. Por ejemplo, el gas crudo contiene diversas impurezas como CO2, agua, H2S y compuestos orgánicos volátiles. Estas deben eliminarse antes de que los equipos de procesamiento puedan utilizar el gas. Los fluidos de transferencia de calor son cruciales para mantener las temperaturas adecuadas y extraer estas impurezas.
Otras aplicaciones de los fluidos de transferencia de calor
Otros ejemplos de procesos que utilizan fluidos de transferencia de calor incluyen:
- Mantener temperaturas extremadamente bajas en una cámara climática o túnel de viento.
- Reacción exotérmica al enfriar un reactor
- Utilizar energía solar para producir agua
Comprender los diferentes tipos de fluidos de transferencia de calor disponibles
Los fluidos de transferencia de calor generalmente se dividen en tres categorías diferentes: fluidos de baja, media y alta temperatura.
Fluidos de transferencia de calor a baja temperatura
Por lo general, los fluidos de baja temperatura se utilizan en un rango de temperatura inferior a 0 °C a 100 °C.
Ejemplos de fluidos químicos para bajas temperaturas son los aceites de silicona, los hidrocarburos y las salmueras. Sin embargo, los glicoles como el propilenglicol, el bioglicol y el etilenglicol se emplean para protegerlos de la congelación por debajo de 0 °C y, con un aditivo adecuado, pueden utilizarse a temperaturas de hasta 176,6 °C.
Fluidos de transferencia de calor a alta temperatura
Los fluidos de alta temperatura se utilizan en aplicaciones donde se presentan temperaturas superiores a 176,6 °C y de hasta 350 °C.
Dado que los fluidos de transferencia de calor son vitales para muchos procesos importantes, es fundamental que los fluidos utilizados sean siempre de la más alta calidad.
Características preferidas de un fluido de transferencia de calor
Si bien las cualidades deseadas de un fluido de transferencia de calor variarán según la aplicación específica para la que se seleccione, existen algunos atributos que todo producto de alta calidad debería ofrecer a los usuarios.
Baja viscosidad
Los fluidos de transferencia de calor siempre deben tener baja viscosidad. Los productos menos densos garantizan que el fluido fluya con facilidad y sin obstrucciones. Como resultado, se puede reducir considerablemente el costo de bombeo para el operador.
Resistencia a la corrosión
El fluido de transferencia de calor seleccionado no debe corroer las paredes de ninguna tubería por la que circule. De esta forma, las empresas pueden beneficiarse de la reducción de los costes de mantenimiento de sus equipos y de la disminución en el número de tuberías que requieren sustitución, lo que reduce aún más los gastos operativos.
Alta conductividad térmica y difusividad
La alta difusividad térmica y la conductividad térmica también son cualidades importantes que aumentan eficazmente la velocidad a la que se transfiere el calor a través del fluido.
Amplio rango de temperatura de funcionamiento
Finalmente, siempre es deseable que un fluido de transferencia de calor tenga un punto de congelación bajo y un punto de ebullición alto. Esto ayuda a que el fluido se mantenga estable en la misma fase durante el intercambio de calor.
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