Informe De Labaratorio De Intercambiador De Tubo Y Coraza

INTRODUCCIÓN

Es de vital importancia comprender la necesidad que tienen los intercambiadores de calor en nuestro medio. Ya que para un ingeniero la parte del diseño de sistemas de transferencia nos hace una persona de vital importancia cuando se tiene un proceso en donde se quiera calentar o enfriar fluidos para su posterior uso o para aprovechar su carga calorífica.

Un intercambiador de calor no es más que un dispositivo diseñado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén separados por una barrera o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico.

La clasificación más general que puede realizarse de los cambiadores de calor, se efectúa atendiendo al grado de contacto entre los fluidos. Según este criterio, los cambiadores de calor se dividen en dos grandes grupos: Intercambiadores de contacto directo e Intercambiadores de contacto indirecto. Estos últimos pueden a su vez dividirse en alternativos y de superficie.

Los intercambiadores de contacto directo, también conocidos como cambiadores de mezcla, son aquellos dispositivos en los que los fluidos sufren una mezcla física completa, realizándose, como consecuencia, la transferencia energética entre ellos. Pertenecen a este grupo, entre otros tipos de cambiadores, las denominadas torres de enfriamiento, así como los enfriadores de gases.

En cuanto a los intercambiadores alternativos, ambos fluidos recorren un mismo espacio de forma alternada, sin coincidencia entre ellos, de forma tal que la mezcla física de ambos fluidos puede considerarse despreciable. El elemento fundamental de este subgrupo de cambiadores es la superficie que alternativamente recibe y cede la energía térmica.

Por otra parte, se denominan intercambiadores de superficie a aquellos equipos o dispositivos en los que la transferencia térmica se realiza a través de una superficie, plana o cilíndrica, que separa físicamente las corrientes de ambos fluidos, no existiendo por tanto ninguna posibilidad de contacto directo o contaminación entre dichos fluidos, salvo en el caso de rotura de la antedicha superficie de separación.

En nuestro caso vamos a experimentar con intercambiadores tubo y coraza.

MARCO TEÓRICO

Los intercambiadores de tubos y coraza se usan para servicios en los que se requieren grandes superficies de intercambio, generalmente a caudales mayores de los que puede manejar un intercambiador de doble tubo. En efecto, el intercambiador de doble tubo requiere una gran cantidad de horquillas para manejar servicios como los descritos, pero a expensas de un considerable consumo de espacio, y con aumento de la cantidad de uniones que son puntos débiles porque en ellas existe la posibilidad de que haya fugas.

La solución consiste en ubicar los tubos en un haz, rodeado por un tubo de gran diámetro que conocemos como coraza. De este modo los puntos débiles donde se pueden producir fugas, en las uniones del extremo de los tubos con placa, están contenidos en la coraza, en cambio en un conjunte de horquillas estos puntos están al aire libre.

A continuación vemos una ilustración de un intercambiador de tubo y coraza

Los intercambiadores del tipo de coraza y tubo constituyen la parte más importantes de los equipos de transferencia de calor sin combustión en las plantas de procesos químicos.

General, el intercambiador de tubo y coraza, consiste en una serie de tubos lineales colocados dentro de un tubo muy grande llamado coraza y representan la alternativa a la necesidad de una gran transferencia de calor.

Los usos incluyen transferencia térmica simple de líquido a líquido, condensadores, evaporadores, las cascadas, y los enfriadores de aceite.

En el interior de estos intercambiadores se encuentra un paquete de placas circulares totalmente soldadas; este paquete se encuentra montado y protegido por un casco el cual es un recipiente a presión.

Dentro de este tipo de intercambiadores (de coraza y tubo), dependiendo a su construcción se puede conseguir diferentes tipos como los son:

INTERCAMBIADOR DE CALOR DE ESPEJO FIJO

Los intercambiadores de espejo fijo se utilizan con mayor frecuencia que los de cualquier otro tipo y la frecuencia de su utilización se ha incrementado en años recientes. Los espejos se sueldan a la coraza. Por lo común, se extienden más allá de la coraza y sirven como bridas a la que sujetan como pernos los cabezales del lado de los tubos. Esta construcción requiere que los materiales de la coraza y los espejos se puedan soldar entre sí.

INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBO EN U

El haz de tubos consiste en un espejo estacionario, tubos en U (o de horquilla), deflectores o placas de soporte y espaciadores y tirantes apropiados. El haz de tubos se puede retirar de la coraza del intercambiador de calor. Se proporciona un cabezal del lado del tubo (estacionario) y una coraza con cubierta integrada, que se suelda a la coraza misma. Cada tubo tiene la libertad para dilatarse o contraerse, sin limitaciones debidas a la posición de los otros tubos. (Los rehervidores de calderas, los evaporadores, etc., son con frecuencia intercambiadores de tubo en U con secciones ampliadas de la coraza para la separación del vapor y el líquido).

EL CALENTADOR DE SUCCIÓN DEL TANQUE

Contiene un haz de tubo en U. Este diseño se utiliza con frecuencia en tanques de almacenamiento al aire libre, para combustóleos pesados, alquitrán, etc., cuya viscosidad se debe reducir para permitir el bombeo adecuado.

INTERCAMBIADOR DE ANILLO DE CIERRE HIDRÁULICO

Esta construcción es la menos costosa de los tipos de tubos rectos y haz desmontable. Los fluidos del lado de la coraza y del lado del tubo se retienen mediante anillos de empaque distintos separados por un anillo de cierre hidráulico y se instalan en el espejo flotante.

EQUIPO E INSTRUMENTACIÓN

Intercambiador de Tubo – coraza, el cual se encuentra conformado por veinte tubos. utilizando este intercambiador de calor podemos experimentar la transferencia que se presenta de un vapor de agua (gas) hacia el agua en su estado líquido, donde el agua liquida pasa por los tubos.

Medidor de caudal.

Medidores de presión.

Medidor de temperaturas.

Cronómetro

Fluido caliente: Vapor de agua tomado de la caldera (o agua caliente).

Fluido frio:

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