Intercambiadores De Calor

¿QUÉ ES UN INTERCAMBIADOR DE CALOR?

Es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más caliente de lo deseado, transfiriendo este 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.

APLICACIONES:

• Intercambiador de calor: realiza la función doble, calentar y enfriar dos fluidos.

• Condensador: condensar un vapor o mezcla de vapores.

• Enfriador: enfría un fluido por medio de agua.

• Calentador: aplica calor sensible a un fluido.

• Rehervidor: proporciona calor; Los hay en termosifón de circulación forzada.

• Vaporizador: un calentador que vaporiza parte del líquido.

INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO.

Los intercambiadores de calor de tubos concéntricos o doble tubo son los más sencillos que existen. Están constituidos por dos tubos concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el interior del tubo de menor diámetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos.

Hay dos posibles configuraciones en cuanto a la dirección de los fluidos: a contracorriente y en paralelo. A contracorriente los dos fluidos entran por los extremos opuestos y fluyen en sentidos opuestos; en cambio en paralelo entran por el mismo extremo y fluyen en el mismo sentido. A continuación se pueden ver dos imágenes con las dos posibles configuraciones de los fluidos dentro de los tubos.

Estos intercambiadores de calor generalmente vienen en unidades llamadas horquillas, como la mostrada en la figura 2. El intercambiador de doble tubo o tubos concéntricos es extremadamente útil, ya que se puede ensamblar en cualquier taller de plomería a partir de partes estándares, proporcionando superficies de transferencia de calor a bajo costo.

Este tipo de intercambiador de calor puede estar formado por uno o más tubos pequeños contenidos en un tubo de diámetro más grande. Al tubo externo se le llama anulo.

ÁMBITO DE APLICACIÓN.

Cuando se trata de áreas pequeñas (< 50 m2) puede pensarse en intercambiadores de doble tubo, aunque estos resultan más voluminosos y costosos que los de carcasa y tubo, para áreas similares de intercambio. Otra situación donde es conveniente usar intercambiadores de doble tubo es en el caso en que uno de los fluidos, o ambos, se encuentran a muy alta presión; es más fácil impedir las fugas en el intercambiador de doble tubo que en el de carcasa y tubos. Por la misma razón, los intercambiadores de doble tubo resultan convenientes cuando se manejan gases muy difíciles de contener (tal como el H2) o fluidos tóxicos. Dado que estos intercambiadores son relativamente fáciles de limpiar, son también adecuados cuando los fluidos que circulan por el interior del tubo son muy sucios o muy corrosivos.

Se puede utilizar tanto para calentamiento como enfriamiento, pero no son recomendables para condensación o vaporización; Se utilizan en la Industria Alimentaría, Química, Petroquímica, Farmacéutica.

VENTAJAS.

• Simplicidad de construcción.

• Facilidad de mantenimiento.

• Flujo verdadero a contra corriente.

• Posibilidad de uso de tubos aleteados.

• Aplicaciones de alta presión.

DESVENTAJAS.

Es la pequeña superficie de transferencia de calor contenida en una horquilla simple, cuando se necesita mayor superficie, se requiere un gran número de ellas. Esto requiere considerable espacio. Los gastos para el mantenimiento son muy altos.

DISEÑO DEL INTERCAMBIADOR DOBLE TUBO.

Los intercambiadores de calor de tubos concéntricos o doble tubo pueden ser lisos o aleteados. Se utilizan tubos aleteados cuando el coeficiente de transferencia de calor de uno de los fluidos es mucho menor que el otro. Como resultado el área exterior se amplia, siendo ésta más grande que el área interior.

El tubo con aletas transversales representado a continuación, se utiliza cuando la dirección del fluido es perpendicular al tubo.

En cambio, cuando la dirección del flujo de los fluidos es paralela al eje de los tubos, el tubo es con aletas longitudinales:

TIPOS DE INTERCAMBIADORES DOBLE TUBO INDUSTRIALES.

HRS Serie DTI: Intercambiador de calor de doble tubo industrial.

El intercambiador de calor tipo DTI es un intercambiador de calor de doble tubo (tubo dentro de tubo). El tubo interior está corrugado para mejorar la transferencia térmica del intercambiador de calor. El producto fluye a través del tubo interior y el servicio fluye a través del ánulo entre el tubo interior y el exterior. Debido a su geometría, el intercambiador DTI es un verdadero intercambiador de calor contra corriente.

Aplicaciones.

Debido a la sección interior cruzada, los intercambiadores de la Serie HRS DTI son adecuados para:

• Fluidos con fibras u otros sólidos.

• Fluidos de bajas a altas viscosidades y fluidos no Newtonianos.

Materiales.

• Camisa: Acero inoxidable AISI 304.

• Tubo interior: Acero inoxidable AISI 316L.

Conexiones.

• Lado camisa: Brida DIN.

• Lado tubos: Brida DIN.

Acabado.

• Lado camisa: Mate exterior.

• Lado tubos: Sin pulir.

Condiciones de diseño.

• Lado camisa: 10 barg / 185 °C.

• Lado tubos: 10 barg / 185 °C.

Una junta de expansión (fuelle) se añade a la camisa para absorber las diferencias de expansión entre el tubo exterior y el interior durante su funcionamiento.

Para grandes desempeños, se pueden interconectar varias unidades y montarse en un bastidor.

Modelo Longitud (m) Superficie (m²) Conexión lado camisa Conexión lado tubos Caudal máx. lado camisa (m³/hr) Caudal máx. lado tubos (m³/hr) Volumen lado camisa (l) Volumen lado tubos (l)

DTI 51/25 3,0 - 6,0 0,4 DN40 DN15 13 4 8,2 2,5

DTI 64/38 3,0 - 6,0 0,6 DN40 DN25 17 10 10,3 5,7

DTI 76/51 3,0 - 6,0 0,9 DN40 DN40 18 18 14,1 11,0

DTI 104/64 3,0 - 6,0 1,1 DN65 DN50 43 29 29,7 16,9

DTI 104/76 3,0 - 6,0 1,3 DN65 DN65 33 41 21,5 24,8

DTI 129/104 3,0 - 6,0 1,8 DN80 DN80 37 77 26,0 46,4

DTI 168/129 3,0 - 6,0 2,4 DN100 DN100 55 120 45,4 73,6

Las superficies y volúmenes mostrados son para los modelos de 6 metros de largo.

HRS Serie DTR: Intercambiador de calor de doble tubo con tubo interior desmontable para aplicaciones con lodos.

El intercambiador de calor DTR es un intercambiador de calor específicamente diseñado para aplicaciones de tratamiento

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