Intercambiador De Calor

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA - ENERGÍA

DISEÑO DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR DE CORAZA Y TUBO

2010

13/07/2010

ÍNDICE
I.INTRODUCCIÓN II.CONCEPTOS IMPORTANTES3 III.MARCO TEORICO4 III.1TUBOS PARA INTERCAMBIADORES DE CALOR5 III.2ESPACIADO DE LOS TUBOS6 CORAZAS7 INTERCAMBIADORES CON CABEZAL DE TUBOS ESTACIONARIOS7 DEFLECTORES7 INTERCAMBIADORES CONCABEZAL DE TUBOS FIJOS CON CARRETES INTEGRALES9 INTERCAMBIADOR 1-2 CON CABEZAL DE TUBOS FIJO10 INTERCAMBIADORES CON HAZ DE TUBOS REMOVIBLE11 DISTRIBUCIÓN EN EL CABEZAL DE TUBOS Y NUMERACIÓN DE TUBOS12 CABEZA FLOTANTE EMPACADA14 INTERCAMBIADORES CON TUBOS EN U15 IV. CALCULO DE LOS INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CORAZA16 IV.2FACTOR DE INCRUSTACIÓN16 IV.3 COEFICIENTES DE PELÍCULA DEL LADO DE LA CORAZA17IV.4MASA-VELOCIDAD LADO DE LA CORAZA19 IV.5 DIÁMETRO EQUIVALENTE LADO DE LA CORAZA19 IV.6 LA DIFERENCIA VERDADERA DE TEMPERATURA ΔT EN UN INTERCAMBIADOR 1-220 IV.7 CAÍDA DE PRESIÓN EN INTERCAMBIADORES DE CALOR MULTITUBULARES EN EL LADO DE LA22 CARCAZA23 IV.8 EN LOS TUBOS24 IV.9 MÉTODO DE LA TEMPERATURA MEDIA LOGARÍTMICO24 V.NORMAS DE DISEÑO25 V.1. CODIGOS EMPLEADOS26 V.1.1. CODIGO ASME27 V.1.2 NORMASTEMA (STANDARD OF TUBULAR EXCHANGERS MANUFACTURERS ASSOCIATION)28 V.2. ASPECTOS GENERALES29 V.3. NOMENCLATURA E IDENTIFICACIÓN DE CAMBIADORES DE CALOR30 V.4. ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN CAMBIADOR DE CALOR31 NORMA Nº 11.632 NORMA Nº 1.233 NORMA Nº 1.339 VI.CALCULO DE UN INTERCAMBIADOR DE CORAZA Y TUBO DE AGUA DESTILADA Y AGUA CRUDA. VI.1CONDICIONES DE OPERACIÓN VI.2 SOLUCIÓN POR MEDIO DE ELSOFTWARE EES VII. CONCLUCIONES VIII.ANEXOS IX.BIBLIOGRAFIA 2 3 4 5 6 7 7 7 9 10 11 12 14 15 16 16 17 19 19 20 22 22 23 24 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 33 39 49 50 51

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I.

Introducción: La aplicación de los principios de transferencia de calor al diseño de equipo a fin de cumplir con cierto objetivo ingenieril es de importancia extrema, ya que al aplicar estos principios al diseño el individuotrabaja en la importante meta del desarrollo de un producto para beneficio económico. A la larga, la economía juega un papel clave en el diseño y selección de equipo de intercambio de calor, y el ingeniero deberá tenerlo en cuenta cuando trabaje sobre cualquier nuevo problema de diseño de transferencia de calor. El peso y tamaño de los cambiadores de calor que se usan en aplicaciones espaciales oaeronáuticas son parámetros muy importantes y en estos casos las consideraciones de costo, en lo que se refiere a costos de materiales y construcción del cambiador de calor, están subordinadas; sin embargo, el peso y tamaño son factores de costo importantes en la aplicación global en estos campos y por tanto, deben también considerarse como variables económicas. Una aplicación específica nosproporcionará las reglas a seguir si queremos obtener el mejor diseño en relación con consideraciones económicas, tamaño, peso, etc. Un análisis de todos estos factores está fuera del alcance de nuestro presente estudio, pero no está de mas recordar que en la práctica se les deberá tener en cuenta. Nuestro estudio de cambiadores de calor tomará la forma de un análisis técnico, es decir, se delinearánlos métodos para predecir el rendimiento de los cambiadores de calor, así como una exposición de los métodos que se pueden usar en la estimación del tamaño del cambiador y el tipo necesario para realizar una tarea específica. A este respecto limitaremos nuestro estudio a cambiadores en los que las principales formas de transferencia de calor son por conducción y convección. Esto no implica que laradiación no sea importante en el diseño de cambiadores de calor, de hecho en muchas de las aplicaciones espaciales para efectuar una transferencia de energía, éste es el medio disponible que predomina.

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II.

CONCEPTOS IMPORTANTES Cambiador de calor Es un equipo de proceso en el que circulan generalmente dos fluidos en condiciones de temperatura diferentes, uno por el lado tubos y el...