SERPENTINES El diseño térmico de serpentines para tanques incluye la determinación del área de transmisión de calor requerido para m antener el contenido del tanque a una temperatura constante o para aumentar o disminuir la temperatura de su contenido, de acuerdo con una magnitud específica, en un tiempo determinado. Tanques con serpentines Se fabrican tanques con serpentines de tuberías, en una amplia variedad de configuraciones, dependiendo de las aplicaciones y de la geometría del recipiente. Serpentines helicoidales: usados principalmente en tanques de proceso y recipientes a presión, en los que se precisa de grandes áreas para un rápido calentamiento. En general, los serpentines de calentamiento se sitúan en la zona baja del tanque al contrario de los de enfriamiento que se sitúan en la parte superior del tanque. El material que tiende a solidificar al enfriarse puede cubrir uniformemente el fondo o la zona de agitación, por lo que se recomienda un espacio máximo de 0.6 m entre recodos de 50.8 mm y tuberías grandes, así como su situación próxima a las paredes del tanque. Para tuberías más pequeñas o para medios de calentamiento de baja temperatura, debería utilizarse un espaciado menor. En serpentines tipo horquillas, comunes en tanques verticales cilí ndricos, esto significa añadir un anillo circundante de abrazadera a 152 mm de la pared del tanque. Los serpentines deberían situarse sobre el fondo, a una elevación de no más de 50.8 a 152 mm dependiendo de la dificultad de reblandecimiento de los sólidos, para permitir el movimiento del producto dentro del recipiente. La entrada del serpentín debería colocarse por encima del nivel de líquido, de modo que sea posible proporcionar un camino para la expansión del líquido o de la salida para vapores. El espesor de pared a seleccionar varía con el tipo de servicio y material. Los serpentines de acero al carbono se fabrican con tubería de catálogo 80 o superior, en el caso de serpentines de acero inoxidable o de otras aleaciones no sujetas a corrosión o presiones excesivas puede emplearse tubería de catálogo 5 o 10 para mantener un costo c osto mínimo, aunque se requieren soldaduras de alta calidad para este tipo de paredes delgadas. Serpentines de tubos aleteados se emplean para fluidos co n características pobres para transmisión de calor, al objeto de proporcionar una mayor superficie para la misma configuración, a un costo reducido, o cuando debe minimizarse el fenómeno de ensuciamiento. Los tubos aleteados no se emplean cuando la cobertura del fondo es importante. Los calentadores de tanques tipo tubo con aletas consisten en un haz de tubos fabricado de manera compacta, que pueden introducirse en el interior del tanque atreves de un agujero de hombre. Normalmente se co locan de forma vertical con aletas al etas longitudinales, para dar lugar a corrientes de convección adecuadas. Para mantener los calentadores en la zona baja del tanque, pueden disponerse horizontalmente con aletas helicoidales o con aletas longitudinales perforadas, para prevenir el atrapamiento. El tubo aleteado se emplea a menudo para materiales muy sensibles al calor debido a una menor temperatura superficial para el mismo medio de calentamiento, lo que resulta en una menor tendencia al ensuciamiento.
Serpentines de placa o panel Fabricados con dos hojas metálicas, con una o amabas caras estampadas con relieves para originar caminos preferentes de flujo para el medio de calentamiento o enfriamiento, pueden emplearse en lugar de los serpentines de tubería. Estos serpentines son ligeros de peso y fáciles de instalar y retirar para su limpieza. Están disponibles en todo in intervalo de tamaños estándar, tanto en forma de placa como en forma de hoja curvada. Los tranques de proceso se construyen empleando serpentines tipo panel para los lados o el fondo del tanque. Este tipo de construcción del serpentín se emplea c uando fluyen líquidos atreves de la unidad. También se encuentran disponibles serpentines de vidrio normalizados, con una superficie de transmisión de calor de 0.18 a 11.2 m2, así como unidades tipo placas fabricadas en grafito impermeable. Serpentines de inmersión de teflón. Existen disponibles serpentines de inmersión fabricados en resina de teflón fluorocarbonado con 2.5 mm de diámetro interno de tubo para aumentar la eficiencia global de la transmisión de calor. Estas unidades están disponibles en haces flexibles constituidos por 100, 160,280, 500 y 650 tubos, con longitudes estándar que varias en incrementos de 0.6 metros entre 1.2 y 4.8 metros. Estos serpentines se emplean principalmente en baños de pulidos de metales y son adaptables para su uso en recipientes de reacción, cristalización y tanques que emplean fluidos corrosivos. Calentadores de bayoneta Un elemento tubo-bayoneta consiste en un tubo externo y otro interno. Estos elementos se insertan en tanques y recipientes de procesos con propósitos de calentamiento y enfriamiento normalmente, el tubo externo está fabricado en aleación cara o en un material no metálico (vidrio o grafito impermeable), mientras que el tubo interno es de acero al carbón. Fabricados en vidrio, existen elementos con 50.8 0 76.2 mm de tubería de vidrio con longitudes de 2.7 m que están en contacto con el fluido externo y van provistos de un tubo interno fabricado en metal. Serpentines externos y trazadores. Los tanques, recipientes y lí neas de tubería pueden equiparse para calentamiento y enfriamiento con serpentines externos, que son generalmente de 9.8 a 19 mm , para dar lugar a una buena distribución sobre la superficie y suelen ser de cobre blando o aluminio, pudiendo doblarse manualmente para adaptarlos al contorno del tanque o de la línea. Cuando se requiere evitar puntos calientes se introducen trazadores de modo que no toquen las paredes del tanque. El empleo de cementos de transmisión de c alor mejora el rendimiento. Estos materiales, tipo macilla de lata conductividad térmica se aplican con llama o se introducen el espacio existente entre el serpentín y el tanque o la superficie de la línea de tubería. Recipientes encamisados. A menudo se emplea el encamisado en tanques que precisan una limpieza frecuente así como para recipientes de vidrio que sean difíciles de equipar con serpentines internos. La camisa elimina la necesidad de serpentín y proporciona un mejor coeficiente global de transmisión de c alor que los serpentines externos. No obstante solo se dispone de un área limitada para llevar a cabo la transmisión de calor. El encamisado convencional es de construcción sencilla y se emplea con frecuencia y es más eficaz con un valor condensable. Un fluido líquido, empleado como agente de t5ransmison de calor, no mantiene uniforme sus características en el interior de la camisa. La entradas de horquilla convergente, capaces de establecer un movimiento de giro en el interior de la camisa, resultan
bastantes eficaces para mejorar la transmisión de calor. En estos sistemas, el espesor de pared suele ser bastante elevado a menos que se instalen anillos de refuerzo.
