Intercambiador

En la vida diaria se encuentran muchas situaciones físicas en las que es necesario transferir calor desde un fluido caliente hasta uno frío con múltiples propósitos. Por ejemplo, ahorro de energía (combustible) lo que disminuye los costos de operación; o para llevar al fluido a una temperatura óptima, bien sea para un procesamiento posterior o para alcanzar condiciones de seguridad necesarias en el caso de transporte y/o almacenamiento. Para transferir calor existen una amplia variedad de equipos denominados intercambiadores de calor.

Los equipos de intercambio de calor se pueden clasificar de acuerdo a diferentes criterios: tipo de contacto entre las corrientes fluidas, relación área de transferencia de calor a volumen ocupado, número de fluidos involucrados, de acuerdo al servicio, tipo de construcción, etc. En el desarrollo del presente rubrica se trabajará el diseño de un Intercambiador del tipo Coraza y tubo cual es el más empleado en la industria debido a que proporciona flujos de calor elevados en relación con su peso y volumen, y demás.

RUBRICA 01

DISEÑO DE INTERCAMBIADOR DE CORAZA Y TUBO

1. OBJETIVOS

Realizar el cálculo y selección de intercambiadores de calor de tubos y coraza de pasos múltiples.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

En los sistemas mecánicos, químicos, nucleares y otros, ocurre que el calor debe ser transferido de un lugar a otro, o bien, de un fluido a otro. Los intercambiadores de calor son los dispositivos que permiten realizar dicha tarea. Un entendimiento básico de los componentes mecánicos de los intercambiadores de calor es necesario para comprender cómo estos funcionan y operan para un adecuado desempeño.

Intercambiador de coraza y tubo

Fig.1. Intercambiador de coraza y tubo

Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor llamado carcaza. El flujo de fluido dentro de los tubos se le denomina comúnmente flujo interno y aquel que fluye en el interior del contenedor como fluido de carcaza o fluido externo.

En los extremos de los tubos, el fluido interno es separado del fluido externo de la carcasa por la(s) placa(s) del tubo. Los tubos se sujetan o se sueldan a una placa para proporcionan un sello adecuado. En sistemas donde los dos fluidos presentan una gran diferencia entre sus presiones, el líquido con mayor presión se hace circular típicamente a través de los tubos y el líquido con una presión más baja se circula del lado de la cáscara. Esto es debido a los costos en materiales, los tubos del intercambiador de calor se pueden fabricar para soportar presiones tres veces más altas que la cáscara del cambiador con un costo mucho más bajo. Las placas de soporte (support plates) mostradas en figura 1 también actúan como bafles para dirigir el flujo del líquido dentro de la cáscara

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