conceptos de intercambiadores de calor

INTERCAMBIADORES
DE TUBO Y CARCAZA

Intercambiador de tubo y coraza
Con el fin de incrementar el área para la convección
relativa al volumen del fluido, es común diseñar
intercambiadores con múltiples tubos dentro de un simple
intercambiador. Con múltiples tubos es posible arreglar el
flujo de manera que una región estará en paralelo y otra
región en contracorriente.
Intercambiador 1 -2
Pasos en coraza

Pasos en tubo

1

Intercambiador de tubo y coraza multipaso
La razón principal para usar diseños multipasos es el
incremento en la velocidad promedio del fluido en el
tubo. En un arreglo de dos pasos el fluido va hacia
únicamente la mitad de los tubos , por lo que el
numero de Reinolds (Ret=diGp/μ ;G/pie2) se duplica.
Incrementando el numero de Reinold seincrementa:
la turbulencia, se incrementa el numero de Nusselt y
finalmente se incrementa el coeficiente de
convección, aunque la región en flujo paralelo resulte
en una baja efectividad de ΔT, el incremento del
coeficiente de transferencia de calor compensara
esto, y el intercambiador será mas peqeño para un
servicio.
Las mejoras conseguidas con los intercambiasores
multipaso son suficientementegrandes que ellos son
mas
comunes
en
la
industria
que
los
intercambiadores en paralelo o contracorriente.

Clasificación
Los intercambiadores de calor de carcaza y tubos se clasifican
en tres tipos de acuerdo a los estándares generales que
contienen información sobre diseño, fabricación y
materiales de construcción del equipo.
1- Clase R para petróleo y aplicaciones relacionadas
2-Clase C para aplicaciones de propósitos generales
3- Clase B servicios químicos
Independientemente del tipo, los intercambiadores de acuerdo
a su construcción mecánica, pueden ser
1) De cabezal fijo
2) Tubos en forma de U
3) De cabezal flotante

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Componentes

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Coraza (Shell)
Cubierta de la coraza (Shell cover)
Tubos (Tubes)
Cabezal (Channel)
Cubierta decabezal (Channel cover)
Espejo de tubos (tubesheet)
Bafles-defelctores (baffles)
Boquillas de entrada de fluidos. (Nozzles)

Cabezal fijo
Se caracterizan por tener dos placas de tubos
soldadas a la carcaza, el interior de los tubos se
puede limpiar mecánicamente después de remover
la tapa del canal. El banco de tubos no se puede
extraer y su limpieza exterior se debe realizarquímicamente. Se utiliza para fluidos limpios, por el
lado de la carcaza.
Cubierta
de la
carcaza

Cubierta
de la
carcaza

Placa tubos
estacionarios

Bafles

Barras tirantes y espaciadoras

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Cabezal fijo: caracteristicas
•No presentan uniones internas por lo cual se elimina partes
potenciales de fugas, los tubos internos se pueden colocar
muy cerca de la cara interna de la carcaza ypor lo tanto el
numero de tubos para un determinado diámetro es mayor
que para cualquier otro tipo de intercambiador.
•Se puede usar para altas presiones y fluidos tóxicos.
•La combinación de temperaturas y coeficientes de
expansión de la carcaza y los tubos durante el servicio
causan una expansión diferencial que si no puede ser
absorbida por el equipo es recomendable usar otrointercambiador.

Tubos en forma de U
Se caracteriza por tener solo una placa de tubos en forma
de U, que tienen la particularidad de moverse
libremente con relación a la carcaza lo que elimina el
problema de la expansión diferencial. Los bancos de
tubos se pueden remover para limpieza mecánica, pero
el interior de estos se limpia en general químicamente.

cabezal

Placa
tubo

carcaza

tubosbafles

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Tubos en forma de U
•Se utilizan cuando el fluido que circula por los tubos es limpio, los
fluidos sucios circulan por la carcaza.
•Estos intercambiadores no tienen uniones internas y los tubos
periféricos se pueden colocar muy cerca de la cara interna de la
carcaza, pero como existe una limitación mecánica en el radio de
los tubos interiores, el numero de tubos que se...