Tipos 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 Pasosen 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 se incrementa: laturbulencia, 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 suficientemente grandes que ellos sonmas 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 depropósitos 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

2

Componentes

• • • • • • • •

Coraza (Shell) Cubierta de la coraza (Shell cover) Tubos (Tubes) Cabezal (Channel) Cubierta de cabezal (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 realizar químicamente. Se utiliza para fluidos limpios, por el lado de lacarcaza.
Cubierta de la carcaza Placa tubos estacionarios

Cubierta de la carcaza

Bafles

Barras tirantes y espaciadoras

3

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 y por lo tanto el numero de tubos para un determinado diámetro es mayorque 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 otro intercambiador.

Tubos en forma de U
Se caracteriza por tener solo una placa de tubosen 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. Placa tubo carcaza tubos bafles

cabezal

4

Tubos en forma de U
•Se utilizan cuando el fluido que circula por los tuboses 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 puede colocar en una carcaza de diámetro dado es menor a la de placa de tubos fijos.

5

Cabezal...