INTERCAMBIADORES DE CALOR

DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES

ÍNDICE

7.- INTERCAMBIADORES DE CALOR..................................................................................................... 7.01

7.0.- OBJETIVO.............................................................................................................................. 7.01

7.1.- INTRODUCCIÓN................................................................................................................... 7.01

7.2.- TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR .................................................................. 7.02

7.2.1.- Intercambiadores de tubería doble ...................................................................... 7.02

7.2.2.- Intercambiadores enfriados por aire .................................................................... 7.03

7.2.3.- Intercambiadores de tipo placa ............................................................................ 7.04

7.2.4.- Intercambiadores de casco y tubo ....................................................................... 7.05

•Intercambiador De Cabezal Flotante Interno (tipo AES) ................................ 7.07

•Intercambiador De Lamina Y Tubo Fijo (tipo BEM) ........................................ 7.07

•Intercambiador De Cabezal Flotante Exterior (tipo AEP) ............................... 7.08

•Intercambiador De Cabezal Y Tubos Integrados (tipo CFU).......................... 7.08

•Rehervidor De Caldera (tipo AKT)................................................................... 7.09

•Condensador De Flujo Dividido (tipo AJW)..................................................... 7.09

7.3.- DISEÑO DE INTERCAMBIADORES ................................................................................................. 7.10

7.3.1.- Balance de energía............................................................................................... 7.11

7.3.2.- Asignación de flujos .............................................................................................. 7.12

7.3.3.- Diagramas térmicos..............................................................................................7.13

7.3.4.- Número de celdas en serie .................................................................................. 7.13

7.3.5.- Diferencia de temperatura media corregida ........................................................ 7.13

7.3.6.- Cálculo del diámetro del tubo, espesor y longitud............................................... 7.14

7.3.7.- Coeficientes de transferencia de calor.................................................................7.14

7.3.8.- Superficie necesaria ............................................................................................. 7.19

7.3.9.- Tamaño del casco .............................................................................................. 7.19

7.3.10.- Perdida de presión en el tubo ............................................................................ 7.21

7.3.11.- Perdida de presión en el casco.......................................................................... 7.22

7.4.- ESTIMACIÓN DE COSTES Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ............................... 7.24

7.4.1.- Materiales de construccíon................................................................................... 7.24

7.4.2.- Estimación de costes............................................................................................ 7.25

7.5.- PROBLEMAS ........................................................................................................................ 7.27

BIBLIOGRAFÍA

[1] PROCESS COMPONENT DESIGN. P. Buthod & all, Capítulo 8 “Heat Exchangers Design”.

Universidad de Tulsa .Oklahoma

[2] CHEMICAL PROCESS EQUIPMENT, SELECTION AND DESIGN Stanley M. Walas. Section 8

“Heat Transfer and Heat Exchangers”. Butterworth-Heinemann

[3] MANUAL DEL INGENIERO QUÍMICO. Perry & Chilton.

Sección 10. “Transferencia de Calor”. Sección 11. “Equipos de Transferencia de Calor”. Mc

Graw Hill

TEMA 7

INTERCAMBIADORES DE

CALOR

DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES

Intercambiadores de Calor 7.1

7.- INTERCAMBIADORES DE CALOR.

7.0.- OBJETIVO.

1.- Describir los tipos básicos de Intercambiadores de Calor,

indicando sus aplicaciones principales y criterios de selección.

2.- Exponer el método de cálculo de un intercambiador de calor,

identificando la superficie de intercambio, dimensiones y

configuraciones de tubos y cascos, y pérdidas de carga.

3.- Introducción a la selección de materiales y costes de un

intercambiador de calor

7.1.- INTRODUCCIÓN.

Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo

deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser calentado. La transferencia de

calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos.

Las aplicaciones de los intercambiadores de calor son muy variadas y reciben diferentes nombres:

• Intercambiador de Calor: Realiza la función doble de calentar y enfriar dos fluidos.

• Condensador: Condensa un vapor o mezcla de vapores.

• Enfriador: Enfría un fluido por medio de agua.

• Calentador: Aplica calor sensible a un fluido.

• Rehervidor: Conectado a la base de una torre fraccionadora proporciona el calor de reebulición

que se necesita para la destilación. (Los hay de termosifón, de circulación forzada, de caldera,...)

• Vaporizador: Un calentador que vaporiza parte del líquido

DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES

Intercambiadores de Calor 7.2

7.2.- TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR.

En este punto se realiza una descripción de los tipos fundamentales de intercambiadores que son.

• Intercambiadores de tubería doble

• Intercambiadores enfriados por aire

• Intercambiadores de tipo placa

• Intercambiadores de casco y tubo

7.2.1.- Intercambiadores de tubería doble.

Consiste en un tubo pequeño que esta dentro de otro tubo mayor, circulando los fluidos en el interior del

pequeño y entre ambos.

Estos intercambiadores se utilizan cuando los requisitos de área de transferencia son pequeños.

Las curvas características de evolución de temperaturas en intercambiadores son:

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