¿CÓMO SELECCIONAR EL INTERCAMBIADOR DE CALOR ÓPTIMO DE CORAZA Y TUBO.

RESUMEN DEL TEXTO: ¿CÓMO SELECCIONAR EL INTERCAMBIADOR DE CALOR ÓPTIMO DE CORAZA Y TUBO.

¿Cómo seleccionar un intercambiador de calor óptimo de coraza y tubo?

Para desarrollar un intercambiador de calor óptimo, se requiere de un ingeniero con experiencia necesaria, tanto para el diseño del intercambiador como para evaluar las ofertas de los proveedores sobre la base de sus especificaciones.Debido a que un intercambiador de calor de coraza y tubos, no tiene partes móviles e intercambia calor entre dos fluidos.

No se puede establecer fórmulas de diseño o métodos especiales para determinar el diseño óptimo, ya que estos varían de un proceso a otro, pero en su lugar, podemos presentar los parámetros implicados y las complejidades que rodean el diseño.

Para el diseño podemos apoyarnos con diagramas y dibujos, tomados del intercambiador tubular ManufacturersAssn. (TEMA) - que se refieren a las características de construcción de intercambiadores de calor comunes, así como a la nomenclatura implicados en la descripción de ellos. También podemos apoyarnos con las curvas y los datos que proporcionan los precios aproximados de hoy en día, para los diferentes tipos de intercambiadores de calor, así como la determinación del tamaño aproximado y para estimar el área de superficie esperada para un determinado tamaño de la coraza, sobre la base de las longitudes de tubo alternativos.

Para poder diseñar, debemos basarnos en el conocimiento y experiencia, en la transferencia de calor, en el diseño mecánico, en la utilidad, el mantenimiento y el costo del diseñador. En tanto como las consideraciones que entran en la selección del intercambiador de calor óptima son muy difíciles de evaluar cuantitativamente, la experiencia de un diseñador es de la mayor importancia, ésta última para que el intercambiador diseñado se adapte a los requisitos de funcionamiento específicos y se pueda proporcionar un servicio de mantenimiento a largo plazo, a un costo considerable.

Para poder diseñar el intercambiador de calor y poder hacer una evaluación razonable del mismo, es indispensable contemplar las siguientes preguntas:

• Ha sido evaluado correctamente la eficiencia máxima de transferencia de calor del lado de la coraza de un intercambiador de calor de acuerdo a la caída de presión?

• ¿Están los fluidos dentro de las velocidades límites razonables, para evitar la erosión de los componentes o fallas mecánicas debido a las vibraciones inducidas por el flujo?

• Han sido incluidos los respiraderos y drenajes en donde se necesitan?

• ¿Se ha considerado la expansión diferencial entre la coraza y los tubos?

• ¿Qué tipo de unión de tubo a tubo-coraza es mejor?

• ¿Son compatibles los metales especificados por el buen diseño mecánico y la capacidad de soldadura?

Algunos intercambiadores se utilizan en los servicios críticos que implican altas presiones y/o temperaturas, y manejar fluidos peligrosos, tales como el hidrógeno. El comprador debe evaluar si un proveedor en particular tiene la experiencia para proporcionar la integridad del diseño y la calidad en la fabricación de dichos servicios especiales.

Los datos de rendimiento especificados por el usuario

Para la selección del diseño, debe considerarse el tiempo suficiente debido a los cálculos de transferencia de calor y de diseño mecánico. Contemplando la información siguiente para un diseño óptimo:

(1)La carga total de calor, Btu / h

(2) cantidades de fluido que entra y sale del intercambiador, lb/ h

(3) calor específico, conductividad térmica, viscosidad, peso molecular o peso específico de los fluidos en las unidades apropiadas

(4) de calor intercambiador entra y temperaturas salientes, º F.

(5) las presiones de operación, psia,

(6) las pérdidas de carga admisibles, psi.

(7) los factores de ensuciamiento

(8) presiones de diseño y temperaturas, psia y º F.

(9) tipo del intercambiador de calor.

(10) Materiales de construcción.

(11) Espesor de la pared del tubo por razones de corrosión, in.

(12) tolerancia de corrosión

(13) las especificaciones, normas y códigos

(14) Tamaño o limitaciones de espacio

(15) horizontal o instalación vertical.

Las condiciones del proceso

Dado que el tamaño y el costo resultante de un intercambiador de calor dependen en gran medida de la-Media Diferencia-Tiempo-Temperatura (LMTD), se debe considerar el efecto de los niveles de temperatura que operan en las primeras etapas del proceso de diseño.Un alto LMTD generalmente resulta en un intercambiador de calor más pequeño. Por lo tanto, cuando se considera los niveles de temperatura de funcionamiento, un LMTD más grande se puede lograr mediante el aumento del nivel de temperatura del medio de enfriamiento.

No hay reglas específicas para determinar las temperaturas de funcionamiento óptimas. Estos deben ser seleccionados ybasados en el servicio y la utilidad del intercambiador de calor. El diseño ineficiente y mal rendimiento del intercambiador de calor se producen cuando la LMTD es demasiado alta o demasiado baja.

Para un buen diseño que es para cubrir muchos servicios, la diferencia de temperatura menor debe exceder de 40 º F

Cantidades de flujo - caudales de fluidos (libras / h) tanto en la coraza comoen los tubos pueden afectar el tamaño y el diseño de un intercambiador.

En condiciones de bajo flujo, el diseñador puede recurrir a varias corazas en serie, para alcanzar velocidades de fluido razonables y tasas de transferencia de calor. Cuando caudales son muy altos, pueden ser necesarias varias corazas en paralelo para alcanzar velocidades razonables, las caídas de presión y un diseño eficiente de intercambio de calor.

Factores de ensuciamiento - suciedad, escala o de otros depósitos formados en el tubo-dentro y / o fuera. El tamaño y el costo de un intercambiador de calor están relacionados con la resistencia a ensuciamiento especificado.

El grado de ensuciamiento que se debe aplicar para las condiciones dadas, varía y depende del material de construcción de los tubos, los tipos de fluidos implicados, temperaturas, velocidades y otras condiciones de operación. Por lo tanto, la selección de los factores de ensuciamiento es arbitraria. Si se prevé el flujo pesado por el lado del tubo, se debe especificar un intercambiador de calor de tubo recto con tubos de mayor diámetro (1 pulgada OD por lo menos). Pero cuando se anticipa el flujo pesado por el lado de la coraza.

Caída

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