INFORME 4

LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR II

PRÁCTICA N° 4
TÍTULO: INTERCAMBIADOR DE CALOR DE CORAZA Y TUBOS FLUJO 1-2
AGUA/AGUA.
GRUPO N°: 5
INTEGRANTES:
-

1 Ayala Llive Diana Leticia

-

2 Cárdenas Anchatipán Andrés Gustavo

-

3 Gómez Chávez Mario David

-

4 Jami Sango Henry Estuardo

NOTA:FECHA DE REALIZACIÓN: 01 de Julio del 2015
FECHA DE ENTREGA: 08 de Julio del 2015

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LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

I.

TEMA:
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE CORAZA Y TUBOS FLUJO 1-2
AGUA/AGUA.

II.
-

OBJETIVOS:
Determinar el coeficiente global de transferencia de calor Uo para el intercambiador
de calor de coraza y tubos flujo 1-2 A/A.

III.

MARCO TEÓRICO:

Metodología de diseño de unIntercambiador de calor de tubo y coraza. [1]
Muchos de los procesos usados en Ingeniería requieren transferir calor de un fluido a otro. A lo
largo de los años, el mayor reto de los investigadores siempre ha sido el diseño de estos equipos al
tratar de aprovechar al máximo el consumo energético.
Existen muchas aplicaciones industriales para los Intercambiadores de coraza y tubos, sin embargo
no existemucha información acerca del diseño mecánico, materiales y metodología de fabricación
de los mismos. Además tampoco existe la tecnología apropiada en nuestro país en cuanto a la
construcción, lo cual implica que en la mayoría de casos estos equipos se deban importar.
Se propone entonces una metodología de diseño para los Intercambiadores de coraza y tubos,
además de un análisis del proceso de estosequipos.
Metodología para el diseño mecánico de Intercambiador.
La metodología debe estar orientada a obtener una eficiencia óptima de un Intercambiador de calor
y para esto se debe conocer las condiciones de operación del equipo, propiedades físicas, químicas
y mecánicas, costos, etc. Los pasos de diseño del Intercambiador se describen a continuación:
Paso 1. Condiciones de operación. Lascondiciones son los rangos de temperatura de operación
máximos y mínimos, los rangos máximos de flujo en los tubos y en la coraza, también se toma en
cuenta el tipo de flujo.
Paso 2. Se determina el diámetro exterior y espesor de la coraza, el espesor de los tubos y longitud
de éstos en función del espacio disponible del laboratorio o la industria.
Paso 3. Selección de materiales. Se escoge losmateriales de acuerdo a la función de cada
componente del equipo.
Paso 4. Calcular la presión máxima de diseño, dependiendo del material de la coraza.
Paso 5. Calcular la longitud y el diámetro interno de la coraza.
Paso 6. Calcular la presión interna máxima de los tubos.

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Paso 7. Seleccionar el arreglo de los tubos, que por lo general es triangular para obteneruna mayor
área de transferencia de calor.
Paso 8. Determinar el número de tubos necesarios de acuerdo a las necesidades.
Paso 9. Determinar el área de transferencia de calor del arreglo de tubos.
Paso 10. Dimensionamiento de los deflectores.
Paso 11. Dimensionamiento de los espejos
Paso 12. Dimensionamiento de los cabezales.
Paso13. Dimensionamiento de las bridas.
Todos estos pasos se basan en elcódigo de la ASME Sección VIII, además de manuales de este
tipo de Intercambiadores de calor. Este conjunto de pasos tienen un orden lógico y tratan de
conducir a obtener una eficiencia óptima del Intercambiador.
Validación experimental [2]
Para la validación de este tipo de Intercambiadores se usa un banco de pruebas de transferencia de
calor que se adapta a las condiciones de operación del equipo.Este consiste de dos circuitos, uno
del agua fría para la coraza, y otro de agua caliente para los tubos.

Figura 1.Banco de pruebas para Intercambiadores de calor. [2]
Para determinar el desempeño térmico y la caída de presión de IC se deben establecer las
temperaturas de trabajo y los flujos para los cuales el equipo fue diseñado.
Los datos a registrar son los flujos de entrada de la coraza...