República Bolivariana De Venezuela Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria Universidad Experimental “Rafael Mara Baralt! P"#R$M$ DE %E&%ER%$ E& #$' (iudad ")eda* Edo +ulia,
Intercambiadores de Calor
Integrantes:
Introducción:
Un %ntercambiador de calor es un e@uipo mecAnico* construido para transferir calor entre dos fluidos a diferente temperatura @ue estAn separados por una pared metAlica, (uando la diferencia de temperatura es pe@uea se desprecia la transferencia de calor por radiación 9 el intercambiador de calor se calcula aplica aplicando ndo las correlac correlacion iones es de transf transfere erenci ncia a de calor por conducc conducción ión
9
convección, Fa funció función n bAsica bAsica de los interc intercamb ambiad iadore ores s es la transf transfere erenci ncia a de ener7 ener7a a t2rmica entre dos o mAs fluidos a diferente temperatura* El calor flu9e* como resultado del 7radiente de temperatura* desde el fluido caliente ;acia el fro a trav2s de una pared de separación, Por ende es necesario el empleo de intercambiadores de calor* 9a @ue dic;os e@uipos son empleados para introducir 9 extraer calor del fluido del circuito de intercambio de calor con la finalidad de satisfacer las demandas t2rmicas del sistema, Un aspe aspect cto o impo import rtan ante te en la apli aplica caci ción ón de los los inte interc rcam ambi biad ador ores es es la recuperación del calor de procesos o incluso a la recuperación de calor de fluidos residuales* @ue en s mismo no tienen valor económico* pero estando a temperatur temperaturas as superiores superiores al ambiente* ambiente* transportan transportan calor* @ue al recuperarlo recuperarlo** tiene tiene un valor valor ener72 ener72tic tico o >recup >recupera eració ción n de ener7 ener7a? a? 9 económ económico ico,, $demAs demAs permite o contribu9e a la conservación del medio ambiente* a9uda a @ue el a;orro de ener7a se traduce en un a;orro de combustible* disminución de masa de contaminantes >dióxido de carbono 9 otros?* emitidos a la atmosfera,
1. Disposición de flujos en intercambiadores de calor. Fa esco7encia de una disposición de flu)o en particular depende de la eficiencia de intercambio re@uerida* los esfuerzos t2rmicos permitidos* los niveles de temperatura de los fluidos* entre otros factores, $l7unas de las disposiciones de flu)o mAs comunes sonG
Intercambiadores de Calor de Paso Único 'e distin7uen tres tipos bAsicosG a? Hlu)o en ParaleloG En este tipo ambos fluidos entran al e@uipo por el mismo extremo* flu9en en la misma dirección 9 salen por el otro extremo, Fas variaciones
de
temperatura
son
idealizadas
como
unidimensionales
8ermodinAmicamente es una de las disposiciones mAs pobres* sin embar7o* se emplea en los si7uientes casosG cuando los materiales son mu9 sensibles a la temperatura 9a @ue produce una temperatura mAs uniformeI cuando se desea mantener la misma efectividad del intercambiador sobre un amplio intervalo de flu)o 9 en procesos de ebullición* 9a @ue favorece el inicio de la nucleación, b? Hlu)o en (ontracorriente o (ontraflu)oG En este tipo los fluidos flu9en en direcciones opuestas el uno del otro, Fas variaciones de temperatura son idealizadas
como
unidimensionales
Esta
es
la
disposición
de
flu)o
termodinAmicamente superior a cual@uier otra, c? Hlu)o (ruzadoG En este tipo de intercambiador* los flu)os son normales uno al otro, Fas variaciones de temperatura son idealizadas como bidimensionales, 8ermodinAmicamente la efectividad de estos e@uipos es intermedia a las dos anteriores,
Intercambiadores de Calor de Pasos Múltiples: Una de las venta)as de los pasos múltiples es @ue me)oran el rendimiento total del intercambiador* con relación al paso único, Pueden encontrarse diferentes clasificaciones de acuerdo a la construcción del e@uipoG Paralelo
logarítmica
de temperaturaG
Fa diferencia de
temperatura media lo7artmica >FM8D? es usada para determinar la fuerza @ue impulsa la transferencia de calor en sistemas de flu)o* particularmente en intercambiadores de calor , En intercambiadores de calor* tanto en contracorriente como en los de flu)o paralelo* la temperatura de cada corriente va cambiando* por lo tanto* al expresar la velocidad de transferencia de calor se define una temperatura media entre los fluidosG = J U$K8ml Donde U es el coeficiente 7lobal de transmisión de calor, Dado @ue la superficie de transferencia de calor dentro del tubo es menor @ue la de afuera* se asume con poco error para tubos de poco espesor @ue el Area de transferencia por unidad de lon7itud de tubo es i7ual a LDm* con Dm J >D0NDi?* siendo D0G diAmetro exterior 9 DiG diAmetro interior,
Para una lon7itud infinitesimal* asumiendo U J cte* la velocidad de transferencia de calor desde el fluido de afuera al de adentro del tubo es d = J U d$ K8x Fos cambios de temperatura de los fluidos de afuera 9 de adentro del tubo para la distancia dx sonG d8(x 9 d8Hx, $sumiendo @ue no ;a9 transferencia de calor ;acia afuera del intercambiador 9 @ue KE( J 0* tenemos
3. Clases de intercambiadores de calor: El intercambiador de calor es uno de los e@uipos industriales mas frecuentes, Practicamente no existe industria en la @ue no se se encuentre un intecambiador de calor* debido a@ue la operación de enfiamiento o calentamiento es in;erente a todo proceso @ue mane)e ener7ia en cual@uiera
de sus formas,
Existen muc;as variacion de diseos en los e@uipos de
intercabio de calor, En ciertas ramas de industria se ;an desarrollado intercambiadores mu9 especializados para ciertas aplicaciones puntuales, 8ratar todos los tipos seria imposible* por la calidad 9 variedad de ellos @ue se puede encontrar, En forma 7eneral* podemos clasificarlos se7ún el tipo de superficie enG
Intercambiadores con tubos lisos rectosG Fos intercambiadores con tubos lisos rectos son los mas abundante, Fa causa de su 7eneralizacion es su ma9or flexibilidad, Pueden ser de doble tubo o de 7az de tubos 9 coraza, Intercambiadores de serpientes sumergidosG Este intercambiador se isa em caso de @ue no ;alla tiempo o dinero para ad@uirir un e@uipo comercial* 9a @ue son faciles de construir en un taller, $l ser facilmente removibles9 transportables se usan muc;o para instalaciones provisorias, El rendimiento de este intercambiador es bueno 9 son facil de limpiar exteOriormente, Fa limpieza interna 7eneralmente no es problema* 9a @ue la aplicación mas frecuente es para calentamiento* 7eneralmente con vapor, El vapor no ensucia* pero es bastante corrosivo, Intercambiadores
con
superficie
extendibleGDespues
de
los
intercambiadores de tubos lisos rectos son los mas frecuentees, Existen
muc;os medios para aumentar la superficie de intercambioI el uso mas amenudo son las aletas, Estas pueden ser transversales o lon7itudinales* se7ún lo @ue el plano de las aletas sea normal al e)e central del tubo o pase por el mismo, Intercambiadores de placa: Un intercambiador de placa consiste en una sucesion de laminas de metal armadas en un bastidor 9 conectadas de modo @ue entre la primera 9 la se7unda circule un fluido* entre la se7unda 9 la tercera otro* 9 asi sucesivbamente, 'e trata de e@uipos mu9 faciles de desarmar para su limpieza, En la disposicion mas simple ;a9 solo dos corriente circulando* 9 su calculo es relativamente sencillo, El calculo se puede encontrar en el libro de cao, Intercambiadores compactosG Estos ;an sidos desarrollados para servicios mu9 especificos 9 no son ;abituales, Existen muc;os diseos distintos* para los @ue no ;a9 nin7una metodolo7ia 7eneral, (ada fabricante tiene su diseo 9 metodos de calculo propios, Chauetas: 'e denomina c;a@ueta al doble fondo o encamisado de un recipiente, El proposito de este e@uipo 7eneralmente es calentar el contenido del recipiente, 'on bastante menos eficientes @ue los de serpentines* tienen ma9or costo inicial 9 resultan bastantes deificiles de limpiar mecanicamente por@ue el acceso al interior de la camisa es complicado, En comparacion con los de serpentines* las comisas son una pobre eleccion, Un serpentin de la misma superficie tiene un intercambio de calor bastante ma9or* $lrededor de un .-6 calculado en base a la camisa, !nfriadores de cascadaG Estos e@uipos consisten en bancos de tubos ;orizontales* dispuestos en un plano vertical* con a7ua @ue cae resbalando en forma de cortina sobre los tubos formando una pelicula, 'e pueden construir con tubos de cual@uier tamao pero son comunes de - a 3! de diametro, (onstribu9en un metodo barato* facil de improvisar pero de ba)a eficiencia para enfriar li@uidos o 7ases con a7ua @ue puede ser sucia* o cual@uier li@uido frio, Intercambiadores con tubos lisos: Fos intercambiadores mas ;abituales* como di)ismos* los @ue usan tubos, Estos comprensen a los serpentines*
intercambiadores de doble tubo 9 a los intercambiadores de tubo 9 coraza, Vamos a describir brevemente cada uno de ellos* 9 a discutir uso 9 aplicaciones de cada uno, "erpentines: Un intercambiador de serpentines es un simple tubop @ue se dobla en forma ;elicoidal 9 se sumer7e en el li@uido, 'e usa normalmente 9 puede operar por conveccion natural o forzada, Debido a su ba)o costo 9 rapida construccion se improvisa facilmente con materiales abundantes en cual@uier taller de mantenimiento, Usualmente se emplea tuberia de Q a - pul7adas, Intercambiadores de Doble tuboG El intercambiador de doble tubo es el tipo mas simple @ue se puede encontrar de tubos rectos, BAsicamente consiste en dos tubos conc2ntricos* lisos o aletados, &ormalmente el fluido frio se coloca en el espacio anular* 9 el fluido cAlido va en el interior del tubo interno, Fa disposición 7eom2trica es la si7uienteG
El intercambiador estA formado por varias unidades como las mostradas en el es@uema, (ada una de estas se llama “;or@uilla! 9 se arma con tubo roscado o bridado común 9 corriente, Fas uniones tambi2n pueden ser soldadas* pero esto no es ;abitual pues dificulta el armado 9 desarmado para su limpieza, El flu)o en este tipo 9 similares es a corriente pura* excepto cuando ;a9 caudales 7randes @ue demanda un arre7lo en serie
Fas lon7itudes de ;or@uilla mAximas son del orden de .4 a -0 pies, 'i se usan lar7os soportados ma9ores* el tubo interno se dobla 9 distorsiona el espacio anular* causando mala distribución de flu)o en el mismo debido a su excentricidad 9 disminu9endo el coeficiente 7lobal, Intercambiadores de #a$ de tubo % Cora$a: Este tipo de intercambiador consiste en un con)unto de tubos en un contenedor llamado carcasa, El flu)o de fluido dentro de los tubos se le denomina comúnmente flu)o interno 9 a@uel @ue flu9e en el interior del contenedor como fluido de carcaza o fluido externo, En sistemas donde los dos fluidos presentan una 7ran diferencia entre sus presiones* el l@uido con ma9or presión se ;ace circular tpicamente a trav2s de los tubos 9 el l@uido con una presión mAs ba)a se circula del lado de la cAscara, En la si7uiente %lustración vemos un intercambiador de ;az de tubo de coraza,
(omo se puede observar* el fluido @ue ;a de circular en el interior de los tubos in7resa por el cabezal derec;o 9 se distribu9e por los orificios de la placa en el ;az de tubo, El fluido de la coraza* en cambio* circula por el exterior del ;az de tubos* si7uiendo una tra9ectoria tortuosa por el efecto de las pantallas >bafles? o tabi@ues deflectores, $ este intercambiador se le denomina tipo .<.* por tener un solo paso por la coraza 9 por los tubos, De tener dos pasos por los tubos 9 uno por la coraza se llamara tipo -<., &. Clasificación de intercambiadores de calor seg'n (orma )!*+ de fabricación de intercambiadores de calor.
Existen tres tipos bAsicos de intercambiadores de ;az de tubos 9 coraza, Dentro de cada uno de ellos ;a9 numerosos subtipos diseados para circunstancia de operación especfica, Fa construcción ;a sido normalizada por una institución privada de los EEUU llama 8,E,M,$ >8ubular Ex
'e utilizan cuando el fluido @ue circula por los tubos es limpio* los fluidos sucios circulan por la carcaza, Estos intercambiadores no tienen uniones internas 9 los tubos perif2ricos se pueden colocar mu9 cerca de la cara interna de la carcaza* pero como existe una limitación mecAnica en el radio de los tubos interiores* el número de tubos @ue se puede colocar en una carcasa de diAmetro dado es menor a la de placa de tubos fi)os,
-. Intercambiadores de cabe$al fijo % de cabe$al flotante: Cabe$al fijo: 'e caracterizan por tener dos placas de tubos soldadas a la carcaza* el interior de los tubos se puede limpiar mecAnicamente despu2s de remover la tapa del canal, El banco de tubos no se puede extraer 9 su limpieza exterior se debe realizar @umicamente, 'e utiliza para fluidos limpios* por el lado de la carcaza,
Características:
&o presentan uniones internas por lo cual se elimina partes potenciales de fu7as* los tubos internos se pueden colocar mu9 cerca de la cara interna de la carcaza 9 por lo tanto el número de tubos para un determinado diAmetro es ma9or @ue para cual@uier otro tipo de intercambiador,
'e puede usar para altas presiones 9 fluidos tóxicos, Fa combinación de temperaturas 9 coeficientes de expansión de la carcaza 9 los tubos
durante el servicio causan una expansión diferencial @ue si no puede ser absorbida por el e@uipo es recomendable usar otro intercambiador, Cabe$al flotanteG 'e caracteriza por tener una ;o)a de tubos fi)as* mientras @ue la otra flota libremente permitiendo el movimiento diferencial entre la carcaza 9 los tubos* se puede extraer todo el ;az de tubos para la limpieza,
. !ficiencia en intercambiadores de calor. Fa eficiencia en intercambiadores de calor es un m2todo @ue se basa en un parAmetro adimensional llamado efectividad de la transferencia de calor definido comoG
Dic;o m2todo de ensa9o 9 error de la FM8D se puede evitar en el m2todo &tu
Fa razón de la transferencia de calor real de un intercambiador de calor se puede determinar con base en un balance de ener7a en los fluidos caliente 9 fro 9 se puede expresar comoG
En donde (cJmcS (pc 9 (;Jm; S(p; son las razones de capacidad calorfica de los fluidos fro 9 caliente* respectivamente, Para determinar la razón mAxima posible de la transferencia de calor de un intercambiador* en primer lu7ar se reconoce @ue la diferencia de temperatura mAxima @ue se produce en 2l es la diferencia entre las temperaturas de entrada de los fluidos caliente 9 froI es decirG
Fa transferencia de calor en un intercambiador alcanzarA su valor mAximo cuando el fluido fro se caliente ;asta la temperatura de entrada del caliente o el fluido caliente se enfre ;asta la temperatura de entrada del fro, Estas dos condiciones lmites no se alcanzarAn en forma simultAnea a menos @ue las razones de capacidad calorfica de los fluidos caliente 9 fro sean id2nticas* es decir* (cJ(; , (uando* (cT(;* el fluido con la razón de capacidad calorfica menor experimentarA un cambio mAs 7rande en temperatura 9* de este modo* serA el primero en experimentar la diferencia mAxima de temperatura,
Entonces* una vez @ue se conoce la efectividad del intercambiador* se puede determinar la razón de la transferencia de calor real a partir deG
Fa efectividad de un intercambiador de calor depende de su confi7uración 7eom2trica as como de la confi7uración de el mismo, Por lo tanto* los diferentes tipos de intercambiadores tienen relaciones diferentes para la efectividad, Por lo común las relaciones de la efectividad de los intercambiadores de calor inclu9en el 7rupo adimensionalG
Donde U es el coeficiente de transferencia de calor total 9 $s es el Area superficial de transferencia del intercambiador, Es importante resaltar @ue &8U es proporcional a $s, /. Describa los tipos de arreglos encontrados en los haces tubulares de intercambiadores tubo0carcasa. El Hlu)o en la coraza es casi perpendicular al ;az de tubos* Fas disposiciones del ;az se pueden describir en el si7uiente es@uemaG
a? +rreglo en Cuadro : Es utiliza cuando el factor de ensuciamiento en la carcaza es 0,00- pie- oHB8U* cuando la limpieza mecAnica es crtica 9 con flu)o turbulento en casos limitados por cada de presión, b? +rreglo en cuadro rotador &-: %dem a* b 9 cuando el flu)o es laminar ReW-000, c? +rreglo )riangular : Poco usado por las altas cadas de presión @ue ori7ina d? +rreglo
)riangular
3:
$rre7lo
preferido
para
factores
de
ensuciamiento menores de 0,00- pie- oHB8U, 'e utiliza en cual@uier r27imen de flu)o 9 son mAs económicos @ue los arre7los cuadrados* Preferido para servicios limpios, Fos tubos se colocan en arre7los 9a sea trian7ular o cuadrado* tal como se muestran en la fi7ura, Fa venta)a del espaciado cuadrado es @ue los tubos son accesibles para limpieza externa 9 tienen pe@uea cada de presión cuando el fluido flu9e en la dirección indicada en la fi7ura si7uiente, Para obtener ;aces de tubos mAs compactos 9 económicos* se su7iere el uso de An7ulos de 10X 9 50X* los @ue permiten acomodar un .6 mAs de tubos @ue los otros* pero no deben ser usados cuando se re@uiera de limpieza externa por medios mecAnicos, Para todos los intercambiadores con factores de ensuciamiento inferiores a 0*00016 m -, X(Y >0*00- XH, ft -, ;B8U? o menores* se prefiere el arre7lo trian7ular de 10X, Fos arre7los cuadrados son utilizados para intercambiadores con factores de ensuciamiento del lado de la coraza superior a 0*00016 m -, X(Y ó cuando se re@uiera limpieza mecAnica externa, En el caso de tener flu)o turbulento en la carcaza* el An7ulo de /0X ofrece caractersticas superiores en transferencia de calor 9 cadas de presión @ue los de 36XI sin embar7o* en el caso de r27imen laminar* es preferible un arre7lo de 36X >cuadrado rotado?, El arre7lo de tubos para ;aces removibles pueden ser de cual@uiera de los tipos especificados >cuadrado* cuadrado rotado o trian7ular? sin embar7o* los ;aces no removibles usan siempre arre7los trian7ulares >10X?,
En la tabla se muestra el espaciado de los tubos para cada arre7lo,
4. 5ue es el paso entre tubos de 6pitch7: Fos orificios de los tubos no pueden taladrarse mu9 cerca uno de otro* por@ue debilitara estructuralmente el cabezal, Fa distancia mAs corta entre dos orificios ad9acentes es el claro o li7adura, El espaciado de los tubos Pt* es la distancia menor de centro a centro en tubos ad9acentes,
Fos diseadores prefieren utilizar el espaciado entre tubos >Pitc;? mnimo recomendado* puesto @ue permite obtener el menor diAmetro de la coraza para
un número dado de tubos, Por tanto el P%8(Z se debe incrementar sólo en circunstancias excepcionales* tales como reducir la cada de presión por la coraza,
., 5ue materiales son empleados para la fabricación de tubos de intercambiadores de calor. +l mencionar los materiales describir bajo ue norma est8ndar 9ienen especificados. Debido a las condiciones de operación del intercambiador de calor* los materiales a emplearse en la construcción de este e@uipo deben tener ciertas caractersticas @ue deben serG buenas propiedades mecAnicas a ba)as temperaturas* como excelente resistencia a la tensión* dureza* tenacidad 9 fati7aG buenas propiedades tecnoló7icas* comoG ma@uinabilidad* soldabilidad* ductilidad* elasticidadI 9* buenas propiedades fsicas* comoG conductividad t2rmica 9 poca dilatación, Fos materiales 9 las aleaciones suelen dividirse en dos cate7orasI ferrosos 9 no ferrosos, Fas aleaciones ferrosas estAn basadas en el ;ierro como constitu9ente principal* estas inclu9en acero* acero inoxidable 9 diversas clases de ;ierro fundido, En las aleaciones no ferrosas intervienen materiales diferentes al ;ierro, (omoI aluminio* cobre* zinc* ni@uel 9 titanio* etc, Fos materiales @ue cumplen con los re@uerimientos expuestos anteriormente son los materiales ferrosos* por sus buenas propiedades t2rmicas* por su alta resistencia a la corrosión* 9* ademAs* estos materiales no presentan temperatura de transición> dúctil a frA7il? como el acero* as la tenacidad de los materiales citados es me)or a ba)as temperaturas, Fos
materiales
empleados
7eneralmente
para
construcciones
de
intercambiadores de calor compacto son aleaciones en base de aluminio* estas aleaciones son recomendadas de acuerdo a la parte @ue forman el intercambiador se7ún la norma $FPEM$ @ue se describe en la si7uiente tablaG
Materiales empleados en la fabricación de intercambiadores de calor compactos.
1. 5ue es la placa tubular:
Una placa tubular es una placa o lAmina perforada con un patrón de a7u)eros diseados para aceptar tubos o caeras, 8al vez el me)or uso conocido de las placas tubulares son los elementos de soporte en los intercambiadores de calor 9 calderas, Estos dispositivos consisten en un arre7lo denso de tubos situados dentro de un depósito tubular cerrado, Fos tubos son sostenidos en ambos extremos por las placas* perforadas con un patrón predeterminado para permitir @ue los extremos del tubo pasen a trav2s de la placa, Fos extremos de los tubos @ue penetran las placas tubulares se extienden para fi)arlos en su lu7ar 9 formar un sello, El con)unto de tubos forma una unidad contenida entre las placas tubulares, Fas placas son atornilladas a la carcaza* la cual se extiende mAs allA de las placas tubulares, Una vez sellada* esta forma dos cAmaras cerradas en el lado sin tubos, , El fluido calentado pasa de de un extremo al otro de las cAmaras a trav2s de los tubos* los cuales son baados al mismo tiempo con un fluido fro* lo cual causa la absorción de la ener7a t2rmica, %ntercambiadores 7randes pueden tener varios miles de tubos* or7anizados precisamente en 7rupos o pa@uetes, El diseo de las placas tubulares es un proceso preciso 9 comple)oI es necesario establecer el número exacto de tubos 9 un patrón de a7u)eros calculado para distribuir los tubos uniformemente sobre la superficie de la Placa, $ fin de evitar la acción 7alvAnica entre tubos 9 placas tubulares* es recomendado utilizar el mismo material para ambos, 'in embar7o esto puede ser un 7asto pro;ibitivo, Fa si7uiente me)or opción es utilizar materiales @ue est2n lo mAs cerca posible unos de otros en la serie 7alvAnica o 7arantizar la e)ecución satisfactoria utilizando coberturas o protección catódica,
11. "on los intercambiadores de calor considerados recipientes a presión seg'n +"*! "ección ;III<. =ustifiue.
12. 5u> son los ?affles % para u> sir9en en un intercambiador de calor. Deflectores o ?affles: Usualmente se instalan deflectores >placas? del lado de la carcaza* bien sea transversal o lon7itudinalmente, Fos deflectores lon7itudinales se usan cuando se re@uieren dos o mAs pasos por la carcaza o para sustituir a dos carcazas tipo E en serie, Estos deflectores son denominados tambi2n divisores de paso, El arre7lo de los divisores de paso en un intercambiador de pasos múltiples es aleatorio* aun@ue se trata de colocar un número aproximadamente i7ual de tubos por paso para minimizar la diferencia de presión* comple)idad de fabricación 9 costo, El divisor de pasos debe a)ustar perfectamente en los surcos de la placa de tubos 9 en el cabezal para minimizar la posibilidad de derrame de una división a otra* lo @ue traera como consecuencia un serio deterioro en el funcionamiento del intercambiador, Fos deflectores lon7itudinales pueden ser de diseo removible o soldado, Fos primeros se emplean con cabezales flotantes 9 re@uieren de bandas de sello flexibles o un dispositivo entre el deflector 9 la carcaza @ue evite la fu7a de fluido, Fos se7undos se usan con cabezales fi)os 9 no re@uieren de )untas de expansión, Fos deflectores transversales se emplean para soportar los tubos evitando as el pandeo 9 vibración 9 para incrementar el coeficiente de transferencia de calor del fluido 9a @ue* variando la distancia entre baffles* el diseador puede modificar >en ciertos intervalos? la velocidad del fluido por la coraza* induciendo turbulencia, Esto tambi2n altera la cada de presión,
Fos deflectores transversales pueden ser se7mentados con o sin tubos en la ventana* multi
flu)o cruzado?,
Tipos de deflectores o baffles transversales.
Fos deflectores se7mentados son los mAs comunes pero cuando la cada de presión del lado de la carcaza es elevada* 2sta se puede reducir considerablemente al usar deflectores multiel me)or resultado se obtiene con -6 de corte?, El corte de los deflectores de se7mento doble es expresado en porcenta)e de Area de la ventana a Area de la sección total del intercambiador, El Area de los se7mentos debe ser tal @ue los deflectores se solapen permitiendo @ue al menos una fila de tubos est2 soportada por se7mentos ad9acentes,
13.+ u> se refiere el expandido de tubos de intercambiadores de calor. Como se reali$a % en u> porcentaje lo recomiendan.
El expansionado de los tubos es un proceso de deformación mecAnica en fro @ue permite obtener el acoplamiento estanco entre el tubo 9 la placa de tubos, El proceso se obtiene por la expansión del tubo 9 reducción del 7rosor de la pared contra la superficie del a7u)ero de la placa de tubos 7racias el empleo de una ;erramienta especialG el mandrino expansionador, 'e puede decir @ue el material del tubo es deformado en frio ;asta superar el lmite de alar7amiento entrando en el campo de la deformación plAstica* mientras @ue el material de la placa de tubos @ueda en el campo de la deformación elAstica, En la actualidad* el ancla)e de tubos en la placa tubular de un intercambiador de calor se realiza mediante diferentes procedimientos, El mAs divul7ado en la industria es el mandrilado mecAnico, Fa necesidad de contar con ma9ores presiones 9 temperaturas de traba)o* ;an influido en el desarrollo de distintos e@uipos para expandir firmemente los tubos en el orificio de la placa tubular mediante una deformación en fro @ue es impuesta por una ;erramienta mecAnica, El aumento del diAmetro interior del tubo ocasiona deformaciones sobre la placa* provocando una unión sólida e impidiendo cual@uier tipo de p2rdida, Este proceso es en cierta forma una actividad artesanal* 9a @ue re@uiere de la ;abilidad del operador para evitar @ue la influencia de las variables operativas afecten el resultado final de la unión, El punto mAs
importante en este proceso es la evaluación exacta del punto de expansión óptima del tubo* aplicada por la presión de expansión dada por la mandriladora,
1&. 5ue normas +@I cubren el diseAo e inspección de intercambiadores de calor.
1-. @ara el caso de un condensador ue es enfriado con agua del lagoB por donde considera usted ue debería circular el agua del lago por dentro de los tubos o por el lado carcasa. !xpliue las ra$ones.
Es importante considerar por donde circula el fluido* bien sea por carcasa o por el tubo* en la ma9ora de los intercambiadores de nuestro proceso uno de los fluidos @ue circula sufre un cambio de fase, Este fluido @ue es condensado o se evapora se decide @ue circula por carcasa por cuestiones prActicas de circulación* 9a @ue es mAs fAcil la circulación de una mezcla 7as l@uido por carcasa @ue por tubos, 8ambi2n debemos tener en cuenta @ue cuando la condensación es parcial es mAs fAcil poder separar la fase 7as 9 la li@uida si el fluido circula por carcasa, (uando no ;a9 cambio de fase estos son al7unos de los criteriosG "i pasar por tubos: •
Fos fluidos mAs corrosivos >de esta forma si ;a9 una fu7a @ueda la
•
carcasa para prote7er?, Fos fluidos mAs sucios >los tubos son mAs fAciles de limpiar?, Fos fluidos @ue est2n a temperaturas mAs elevadas >as la parte externa
•
del intercambiador no estarA a elevada temperatura?, "i pasa por carcasa: •
Fos fluidos mAs viscosos,