Intercambiadores de calor de tubo y coraza


Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica


Asignatura:
Laboratorio Integral III

Protocolo Práctica No. 2:

"Determinación de coeficiente de transferencia de calor en intercambiador de tubo y coraza"




Horario:
Lunes: 11:00-13:00 hrs.





EQUIPO DEL DIA LUNESÍNDICE


Hoja de firmas ………………………………………………………. 2

Objetivo ………………………………………………… ………..... 4

Introducción………………………………………………………….. 4

Marco Teórico……………………………………………………….. 5

Desarrollo matemático………………………………………………. 6

Bibliografía ……………………………………………………….. 10






PRÁCTICA 2:
DETERMINACIÓN DE COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR ENINTERCAMBIADOR DE TUBO Y CORAZA.

OBJETIVO
Determinación experimental del coeficiente global medio de transmisión de calor (U) en un cambiador de calor de tubo y coraza.

INTRODUCCIÓN
La satisfacción de muchas demandas industriales requiere el uso de un gran número de horquillas de doble tubo. Estas consumen considerable área superficial así como presentan un número considerable de puntos en loscuales se puede hacer fugas. Cuando se requieren superficies grandes de transferencia de calor, pueden ser obtenidas por medio de equipo de tubo y coraza.
Este tipo de intercambiador consiste en un haz de tubos, por donde se hace pasar una corriente de intercambio, que se introducen dentro de una coraza en cuyo interior a hace circular la otra corriente de intercambio.

Figura 1. Intercambiador deCalor de Tubo y Coraza.
Las partes esenciales son (ver Figura 1) la Coraza (1), equipada con dos entradas y tiene dos cabezales de tubos o espejos (2) a ambos lados, que también sirven como bridas para fijar los dos carretes (3) y sus respectivas tapas (4), los deflectores transversales (5) en el lado de la coraza. El equipo de tubo y coraza involucra la expansión de un tubo en un espejo, placa ócabezal, y la formación de un sello que no fuga bajo condiciones razonables de operación.

MARCO TEÓRICO
Un tipo de cambiador de calor muy usado en las industrias de procesamiento químico es el del arreglo de chaqueta y tubos, también llamado de tubo y coraza o de carcasa y tubos. Uno de los fluidos fluye en el interior de los tubos, mientras el otro se fuerza a través de la chaqueta y sobreel exterior de los tubos. Para asegurarse de que el fluido del lado de la chaqueta fluirá a través de los tubos y así conducirá una transferencia de calor mayor se colocan deflectores en la chaqueta. Se pueden utilizar uno o más pasos de tubos, dependiendo del arreglo del cabezal en los extremos del cambiador.
Los flujos de estos intercambiadores son continuos. Se usan muchos tubos en paralelo conuno de los fluidos circulando en su interior. Los tubos, distribuidos en forma de manojo, están encerrados en una sola coraza y el otro fluido fluye por el exterior de los tubos, dentro de la coraza. El fluido frío entra y circula por los tubos en paralelo en un solo paso, mientras que el fluido caliente entra por el otro extremo y fluye a contracorriente por el exterior de los tubos. Se usandeflectores transversales de tal manera que el fluido se ve forzado a fluir perpendicularmente por la batería de tubos en lugar de hacerlo en paralelo. Esta turbulencia adicional generada por el flujo transversal, aumenta el coeficiente de transferencia de calor de la coraza.
Para los intercambiadores de carcasa y tubos se tienen varios modelos de flujo diferentes del sencillo de flujo en pistón enparalelo y en contracorriente. Todos son menos eficaces que el flujo en pistón en contracorriente. Esto significa que se necesita más área superficial del intercambiador para las condiciones finales dadas.
A pesar de este inconveniente estos intercambiadores se utilizan ampliamente en la industria, ya que con frecuencia son más convenientes, más compactos y menos caros de construir para una...