Procesos que involucran transferencia de calor:
Los procesos industriales, en su mayoría involucran la transferencia de calor, ya sea mediante el contacto directo de las sustancias o a través de paredes que los separan. La transferencia de calor mediante el contacto directo de las sustancias entre otros equipos se realiza en los hornos en donde los gases calientes producto de la combustión de un combustible específico transfieren calor a los sólidos. Estas operaciones son comunes en el tratamiento de minerales y en la producción de harina de pescado mediante el secado directo.
La transferencia de calor en forma indirecta, se efectúa cuando la sustancia caliente con la sustancia fría no están en contacto y existe una pared que los separa y a través de la cual se transfiere el calor, tal como en el secado indirecto de harina o en el suministro de calor para la ebullición en el fondo y la condensación en el tope de una columna de destilación.
Cualesquiera que sea el caso de los vistos anteriormente, estos involucran dos tipos de procesos sin cambio de fase (transferencia de calor sensible) y con cambio de fase (transferencia de calor latente).
Transferencia de calor sensible.- Si se identifican dos sustancias A y B entre las cuales se debe hacer la transferencia de calor, una de ellas se enfriará al ceder calor y la otra se calentará al absorber calor, para mantener el equilibrio el calor cedido por una debe ser igual al calor absorbido por la otra, de tal manera que si no existen pérdidas de calor siempre debe cumplirse la igualdad:
(m cp ∆T)A = (m cp ∆T)B = Q
Transferencia de calor latente.- Cuando el ceder o el absorber calor para las sustancias implica un cambio de fase, se tienen los procesos de ebullición y de condensación, en muchos procesos industriales se presentan combinaciones de estos procesos ya que un fluido puede experimentar cambio de fase y el otro no como el caso de la condensación de los productos del tope de una columna de destilación en donde estos se condensan al ceder calor y el agua de enfriamiento se calienta al absorber calor, en este caso se cumple la relación:
(m λ)A = (m cp ∆T)B = Q
En cada caso, la cantidad de calor Q de las Ecs. Anteriores que se transfiere debe pasar através del área de transferencia de calor, la cual puede ser el área interfacial para el caso de transferencia de calor directa ó el área de la pared que separa las sustancias para el caso de transferencia de calor indirecta.
