Este documento describe los tipos principales de intercambiadores de calor, incluidos los intercambiadores de carcasa y tubo. Explica cómo clasificar los intercambiadores de calor según su servicio, configuración y construcción. También describe los elementos clave de los intercambiadores de carcasa y tubo, como los tubos, deflectores y placas de tubos. Además, presenta ecuaciones básicas para calcular la transferencia de calor, como la diferencia de temperatura media logarítmica y el coeficiente global de

1. Universidad Nacional Experimental“Francisco de Miranda”Programa de Ingeniería QuímicaUnidad Curricular: Operaciones Unitarias ITransferencia de calorProf. Ing. Mahuli González

2. DefiniciónINTERCAMBIADORES DE CALOREquipos donde se realiza el fenómeno de transporte de transferencia de calor entre dos fluidos

3. SEGÚN SU SERVICIOClasificación: Según su servicioCondensadorRehervidorCalentadorRefrigeradorSobrecalentador EnfriadorVaporizador Generador de Vapor

4. Clasificación: Según configuración y construcciónSEGÚN SU CONFIGURACIÓN Y CONSTRUCCIÓNIntercambiadores Tipo CarcasaIntercambiadores de Doble Tubo

5. Clasificación: Según configuración y construcciónEnfriadores de AireIntercambiadores en Forma Espiral

6. Intercambiador de Calor de Carcasa y Tubo Proporciona flujos de calor elevados en relación con su peso y volumen

7. Es relativamente fácil de construir en una gran variedad de tamaños

8. Es bastante fácil de limpiar y reparar

9. Es versátil y puede ser diseñado para cumplir prácticamente con cualquier aplicaciónIntercambiadores de carcaza y tuboBoquilla para los tubosBoquilla de la carcazaDeflectores longitudinalesCarcaza cilíndricaTubosPlaca de tubosBoquilla para los tubosDeflectores transversales(baffles)Boquilla de la carcaza

10. Clasificación de intercambiadores de carcaza y tuboSe diseñanSegún estándares publicados por Asociación de Fabricantes de intercambiadores tubularesIntercambiadores de carcaza y tubo TEMA: Tubular ExchangerManufacturersAssociationClase RClase CClase BPropósitos generalesProcesos químicosPetróleo y aplicaciones relacionadas

11. Clasificación de intercambiadores de carcaza y tuboDesignación de intercambiadoresX X X

12. Clasificación de intercambiadores de carcaza y tuboSegún su construcciónmecánicaTienen las dos placas de tubos soldadas a la carcaza

13. Clasificación de intercambiadores de carcaza y tuboDe cabezal flotanteTubos en forma de UDe Cabezal fijoTipo AESTipo CFUTipo BEM

14. Elementos del intercambiador de carcaza y tuboTUBOSProporcionan la superficie de transferencia de calor entre un fluido que fluye dentro de ellos y otro que fluye sobre su superficie externaSe encuentran disponibles en varios metales como: acero de bajo carbono, cobre, aluminio, 70-30 cobre-níquel, acero inoxidable Arreglo triangularArreglo triangular rotado El fluido de la carcaza debe ser limpio

15. El arreglo triangular rotado raramente se usa por las altas caídas de presión que generan

16. Elementos del intercambiador de carcaza y tuboArreglo cuadrado Arreglo cuadrado rotado El fluido de la carcaza debe ser sucio

17. Se prefiere cuando la limpieza mecánica es criticaEspaciado de tubos (Pitch)1.25*Diámetro externo del tubo En las refinerías se prefieren tubos de 20 pie de longitud

18. Los haces no removibles usan siempre arreglos triangulares (30°) Elementos del intercambiador de carcaza y tuboDEFLECTORES Soportar el haz de tubos.

19. Restringir la vibración de los tubos debido a los choques con el fluido.

20. Canalizar el flujo de fluidos por la carcasa originando turbulencia para lograr mayores efectos de trasferencia de calor.Elementos del intercambiador de carcaza y tuboDistancia centro a centro entre deflectores adyacentesB1/5 DC < B > DCTipos de DeflectoresLa altura de la ventana expresada como un porcentaje del diámetro de la carcasa, se denomina CORTE DEL DEFLECTOR. Segmentado Para deflectores segmentados el corte está entre 15-40% El mejor resultado se obtiene con 25% de corte.Doble Segmentado

21. Elementos del intercambiador de carcaza y tuboTIPO FTIPO EUn paso por la carcasaDos paso por la carcasa con bafle longitudinal

22. Elementos del intercambiador de carcaza y tuboSelección del fluido por los tubos Fluidos mas corrosivos

23. Fluidos con mayor tendencia a la formación de depósitos

24. Fluido caliente

25. Corriente de mayor presión

26. El menos viscoso de los 2 fluidosEcuaciones básicas para el intercambio de calorTi > ToETAPAS PARA LA TRANSFERENCIA DE CALORConveccióndesde el fluido en el interior del tubohastalasparedes del mismo.Conducción del interior al exterior del tubo.Convección desde el exteriordel tubo al fluido.

27. Ecuaciones básicas para el intercambio de calorRESISTENCIA AL ENSUCIAMIENTO INTERNA Y EXTERNACOEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR TOTAL* Basado en cualquier área

28. Ecuaciones básicas para el intercambio de calorREFERIDA AL ÁREA EXTERNACOEFICIENTE LIMPIO DE TRANSFERENCIA DE CALOREs el coeficiente total que puede esperarse cuando un intercambiador nuevo se coloca por primera vez en servicio.