¿Qué es un condensador de superficie de vapor?
Un condensador de vapor de superficie consta de una carcasa que contiene un gran número de tubos por los cuales fluye el agua de enfriamiento. El vapor de escape pasa sobre los tubos y transfiere su calor al agua de enfriamiento, resultando en la condensación del vapor en agua líquida. El agua condensada, también conocida como condensado, se recoge en la parte inferior de la carcasa y se bombea fuera mediante una bomba de extracción de condensado. El agua de enfriamiento, que absorbe el calor del vapor, sale de la carcasa y se circula a través de una torre de refrigeración u otro sistema de rechazo de calor.
Un condensador de vapor de superficie también requiere una bomba de extracción de aire que elimina el aire y otros gases no condensables de la carcasa. Esto crea un vacío dentro de la carcasa, lo que reduce la presión y la temperatura del vapor de escape y mejora el proceso de transferencia de calor y condensación.
Existen diferentes tipos y diseños de condensadores de vapor de superficie, dependiendo de la dirección de flujo del vapor y el agua de enfriamiento, el número de pasadas del agua de enfriamiento y otros factores. En este artículo, discutiremos algunos de los tipos comunes de condensadores de vapor de superficie y sus ventajas y desventajas.
Condensador de superficie de dos pasadas
Un condensador de superficie de dos pasadas es un tipo de condensador de superficie en el que el agua de enfriamiento fluye a través de los tubos dos veces, una vez de un extremo a otro, y luego de vuelta desde el otro extremo al original. El vapor de escape entra por la parte superior de la carcasa y fluye sobre los tubos, como se muestra en la figura siguiente.
Las ventajas de un condensador de superficie de dos pasadas son:
Tiene un diseño y construcción sencillos.
Tiene un coeficiente de transferencia de calor alto debido al arreglo de contraflujo del vapor y el agua de enfriamiento.
Tiene una caída de presión baja a través de los tubos debido a la longitud corta de los tubos.
Las desventajas de un condensador de superficie de dos pasadas son:
Requiere más agua de enfriamiento que un condensador de superficie de una sola pasada para la misma cantidad de vapor.
Tiene un mayor riesgo de obstrucción de los tubos debido al tiempo de contacto más largo entre el agua de enfriamiento y la pared del tubo.
Tiene una eficiencia de vacío menor debido a la mayor diferencia de temperatura entre el agua de entrada y salida de enfriamiento.
Condensador de superficie de múltiples pasadas
Un condensador de superficie de múltiples pasadas es un tipo de condensador de superficie en el que el agua de enfriamiento fluye a través de más de dos pasadas en paralelo a través de diferentes secciones de tubos. El vapor de escape entra por un lado de la carcasa y fluye sobre todas las secciones de tubos, como se muestra en la figura siguiente.
Las ventajas de un condensador de superficie de múltiples pasadas son:
Tiene una tasa de transferencia de calor más alta que un condensador de superficie de dos pasadas debido a un área de contacto mayor entre el vapor y el agua de enfriamiento.
Tiene una caída de presión menor a través de los tubos debido a la longitud más corta de los tubos en cada pasada.
Tiene una eficiencia de vacío mayor debido a la menor diferencia de temperatura entre el agua de entrada y salida de enfriamiento.
Las desventajas de un condensador de superficie de múltiples pasadas son:
Tiene un diseño y construcción más complejos que un condensador de superficie de dos pasadas.
Requiere más agua de enfriamiento que un condensador de superficie de dos pasadas para la misma cantidad de vapor.
Tiene un mayor riesgo de obstrucción de los tubos debido a las múltiples pasadas del agua de enfriamiento.
Condensador de superficie de flujo descendente
Un condensador de superficie de flujo descendente es un tipo de condensador de superficie en el que el vapor de escape entra por la parte superior de la carcasa y fluye hacia abajo sobre los tubos. El agua de enfriamiento entra por un extremo de la carcasa y fluye a través de los tubos en una dirección. El agua condensada se recoge en la parte inferior de la carcasa y se bombea fuera mediante una bomba de extracción de condensado. La bomba de extracción de aire está ubicada en el punto más bajo de la carcasa, como se muestra en la figura siguiente.
Condensador de superficie de flujo central
Un condensador de superficie de flujo central es un tipo de condensador de superficie en el que el vapor de escape entra por la parte superior de la carcasa y fluye radialmente hacia el centro del nido de tubos, donde se encuentra la bomba de extracción de aire. El agua de enfriamiento entra por un extremo de la carcasa y fluye a través de los tubos en una dirección, como se muestra en la figura siguiente.
Las ventajas de un condensador de superficie de flujo central son:
Tiene una mejor distribución de vapor sobre la superficie de los tubos que un condensador de superficie de flujo descendente, ya que el vapor tiene acceso a toda la periferia de los tubos.
Tiene un menor riesgo de acumulación de aire y corrosión que un condensador de superficie de flujo descendente, ya que el aire se extrae del centro del nido de tubos.
Tiene una caída de presión menor a través de los tubos que un condensador de superficie de flujo descendente, ya que la longitud de los tubos es más corta.
Las desventajas de un condensador de superficie de flujo central son:
Tiene un diseño y construcción más complejos que un condensador de superficie de flujo descendente, ya que requiere un voladizo alrededor del nido de tubos para dirigir el flujo de vapor radialmente hacia adentro.
Tiene un coeficiente de transferencia de calor menor que un condensador de superficie de dos pasadas o de múltiples pasadas, ya que el vapor y el agua de enfriamiento fluyen en paralelo en lugar de en contraflujo.
Tiene un mayor riesgo de obstrucción de los tubos que un condensador de superficie de dos pasadas o de múltiples pasadas, ya que el agua de enfriamiento fluye solo una vez a través de los tubos.
Condensador de superficie de flujo invertido
Un condensador de superficie de flujo invertido es un tipo de condensador de superficie en el que el vapor de escape entra cerca de la parte inferior de la carcasa y fluye hacia arriba sobre los tubos. El agua de enfriamiento entra por un extremo de la carcasa y fluye a través de los tubos en una dirección. El agua condensada se recoge en la parte inferior de la carcasa y se bombea fuera mediante una bomba de extracción de condensado. La bomba de extracción de aire está ubicada en la parte superior de la carcasa, como se muestra en la figura siguiente.
Las ventajas de un condensador de superficie de flujo invertido son:
Tiene un coeficiente de transferencia de calor más alto que un condensador de superficie de
