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Fundamentos del intercambiador de calor - intercambiadores de calor de la cáscara y del tubo
Jul 19, 2017

Los intercambiadores de calor son ampliamente utilizados en varios procesos de plantas para transferir energía sin mezclar las sustancias relacionadas. Como partes integrales de las aplicaciones de calefacción y refrigeración de confort y proceso, funcionan de manera eficiente y sin esfuerzo durante años. Nos gustaría compartir un poco de conocimiento sobre los intercambiadores de calor y cómo operan y esperamos que podría ayudar a sus usuarios a aplicar estos dispositivos de manera más apropiada y rentable.

Cada uno de los tipos principales de intercambiador de calor: cáscara y tubo, espiral y placa se describen y se discuten aquí.

Intercambiadores de calor

El intercambiador de calor de la cáscara y del tubo es probablemente el tipo más común encontrado en industria. Es ampliamente utilizado en las industrias de proceso, así como en muchos tipos de equipos de HVAC. Los usos de estos caballos de trabajo de transferencia de calor incluyen la eliminación de calor en enfriadores, condensadores y rehervidores, enfriamiento de flujo de proceso y como partes críticas de los sistemas de refrigeración por evaporación y refrigeración.

Las unidades de carcasa y tubos consisten en haces de tubos redondos instalados en cáscaras cilíndricas. Los componentes incluyen la cabeza, el haz de tubos y la carcasa. Pueden ser construidos a cualquier diámetro o longitud. Los haces de tubos son típicamente probados hidrostáticamente. Muchos son ASME designados como recipientes a presión. La carcasa es un cilindro de tubería sin soldadura o laminada y soldada con una brida de atornillado en cada extremo. Cuidadosamente colocados agujeros en las sábanas del tubo acomodar los tubos. Los deflectores ayudan a crear la turbulencia necesaria para la transferencia de calor.

Shell y la tecnología de transferencia de calor del tubo se ha mantenido esencialmente el mismo en los últimos años. Los desarrollos más recientes incluyen tubos de superficie mejorados que permiten que las unidades alcancen temperaturas de aproximación tan pequeñas como 2-3 grados F. La construcción de contracorriente verdadera ahora se usa comúnmente para evitar la limitación de la transferencia de calor. Finalmente, algunas unidades cuentan con una construcción de doble pared, esencialmente un segundo tubo dentro de cada tubo. La construcción de doble pared ofrece protección contra fugas y seguridad importantes, aunque a un costo mayor.

El equipo viene en muchas variaciones del diseño. Las configuraciones de tubos rectos y tubos en U son muy populares. Las unidades compactas en U ahorran espacio, cuentan con haces removibles y reemplazables, y se encuentran más frecuentemente en aplicaciones HVAC (aunque hoy en día algunos están encontrando su camino en situaciones de proceso). Los arreglos fijos de tubo recto se especifican más a menudo en situaciones de proceso porque pueden soportar presiones más altas y son más fáciles de limpiar mecánicamente. Entre otras configuraciones está el tubo recto, unidad de placa flotante, que presenta un haz de tubos desmontable, una placa de tubos estacionaria en un extremo y una cabeza flotante en el otro extremo para acomodar la expansión diferencial y aliviar las tensiones.