INTERCAMBIADORES DE CASCO Y TUBOS

a)CODIGOS CONSTRUCTIVOS

Definición: Los códigos constructivos son el conjunto de normativas de un estado, país o ente supranacional que regulan los mínimos de seguridad y calidad para la construcción de alguna maquinaria, edificio o equipo de trabajo. Estos se dividen según: la función de su objetivo y la regularización de los requisitos mínimos de seguridad que debe disponer.

CODIGOS CONSTRUCTIVOS

Intercambiador de casco y tubos:El intercambiador de casco y tubos están compuestos por tubos cilíndricos, montados dentro de una carcasa también cilíndrica, con el eje de los tubos paralelos al eje de la carcasa. Un fluido circula por dentro de los tubos, y el otro por el exterior. Son el tipo de intercambiadores de calor más usado en la industria.

CODIGOS CONSTRUCTIVOS

Aplicación en los intercambiadores de casco y tubos:

Dentro de lo que es los intercambiadores de casco y tubos se tienen sus propios códigos constructivos dependiendo el objetivo que se planificó y a la vez del tipo de materiales y procesos que se usaron en su fabricación.

CODIGOS CONSTRUCTIVOS

Tipos de intercambiadores de casco y tubos:El clasificar los tipos de intercambiadores de casco y tubos es de mucha especificación respecto a varios criterios que se toman en cuenta como los objetos de su fabricación, gastos y procesos de su fabricación y la aplicación y cumplimiento de los objetivos, a continuación se observará los elementos constructivos de un intercambiador de casco y tubos.

b)Elementos constructivos de intercambiadores

Definición: Elemento constructivo se refiere a cada una de las partes funcionales, estructurales o decorativas de una maquinaria

Configuración

Amplia variedad de configuraciones en los intercambiadores de calor de carcasa y tubos

 Asociación de Fabricantes de Intercambiadores de Calor Tubulares (TEMA)

Tipos de intercambiadores de calor tubulares: R, C, B. Cada intercambiador se designa con tres letras, la primera

indicando el cabezal delantero, la segunda el tipo de carcasa, y la tercera el cabezal posterior (AES, AEP, CFU, AKT, y AJW)

Tubos Proporcionan la superficie de transferencia de calor entre el

fluido que circula por el interior de los tubos, y la carcasa Los tubos pueden ser desnudos o aletados La cantidad de pasos por los tubos y por la carcasa dependen de

la caída de presión disponible La selección del espaciamiento entre tubos la relación entre el espaciamiento entre tubos y el

diámetro exterior del tubo varía entre 1,25 y 2.

Placa tubular Placa de metal sencilla  El espacio entre las placas tubulares debe estar abierto a la

atmósfera Deflectores Transversales y longitudinales. El tipo de reflector más común es el simple segmentado.Canales del lado de los tubos y boquillas Dirigen el flujo del fluido del lado de los tubos hacia el interior o

exterior suelen ser hechos de materiales aleados

Carcasa y boquillas del lado de la carcasa La carcasa es la envolvente del segundo fluido, y las boquillas

son los puertos de entrada y salida.  En intercambiadores grandes la carcasa esta hecha de acero de

bajo carbono La boquilla de entrada suele tener una placa justo debajo de ellaCubiertas de canal Placas redondas que están atornilladas a los bordes del canal

DEFLECTORES O BAFFLES

Usualmente se instalan deflectores (placas) del lado de la carcasa, bien sea transversal o longitudinalmente.

Los deflectores longitudinales se usan cuando se requieren dos o más pasos por la carcasa o para sustituir a dos carcasas tipo E en serie. El propósito de los deflectores longitudinales es controlar la dirección general del flujo del lado de la carcasa

Por ejemplo, las carcasas tipo F, G y H tienen deflectores longitudinales.

Estos deflectores son denominados también divisores de paso Los deflectores longitudinales pueden ser de diseño removible o

soldado.

Deflector longitudinal

Los deflectores transversales se emplean para soportar los tubos evitando así el pandeo y vibración y para incrementar el coeficiente de transferencia de calor del fluido ya que, variando la distancia entre baffles, el diseñador puede modificar (en ciertos intervalos) la velocidad del fluido por la coraza, induciendo turbulencia. Esto también altera la caída de presión

Deflectores Transversales

Los deflectores segmentados son los más comunes pero cuando la caída de presión del lado de la carcasa es elevada, ésta se puede reducir considerablemente al usar deflectores multisegmentados doble o triple.

El espacio abierto en el deflector por donde pasa el fluido de la carcaza de un deflector a otro, se denomina ventana del deflector

INTERCAMBIADORES DE MULTIPASO

El efecto que se logra, es que el fluido que ingresa por el cabezal de la izquierda, recorre toda la longitud del intercambiador circulando por la mitad de los tubos, hasta llegar al cabezal opuesto que se llama cabezal de retorno. Ahí el fluido invierte su dirección y circulando por la mitad de los tubos vuelve nuevamente al cabezal de retorno. Alli el fluido invierte su dirección y circulando por la otra mitad de los tubos vuelve nuevamente al cabezal anterior de donde se lo extrae

¿Por qué el cabezal debe estar divido? El cabezal de entrada debe estar dividido para impedir que el

fluido que ingresa mismo alcance la salida sin entrar a los tubos. Para ello debe instalarse una placa de partición de pasos como se ve en la figura.

Diferencia entre multi-paso y de placa de tubos fija El fluido que ingresa al intercambiador de multipaso paso debe

distribuirse en un numero menor de tubos, el área de flujo será la mitad de la correspondiente al equipo de la figura. Esto significa que si ambas unidades deben procesar igual caudal de fluido la velocidad del mismo en el intercambiador de dos pasos será el doble que en el de simple paso .

Conclusiones

Por lo tanto: el coeficiente de transmisión de calor será mayor en el equipo de dos pasos, esto se debe a que al tener la misma área transversal, numero de tubos y longitud de los mismos, asumimos un caudal similar pero en el caso del de multipaso se ve que la mitad de tubos son de entrada reduciendo el área a la mitad. Lo que produce una mayor velocidad para igualar el caudal. Produciendo asi un mayor coeficiente de transferencia de calor del fluido al interior de los tubos

Intercambiadores de haz tubular y carcasa:

Todos los elementos que entran en la construcción de los intercambiadores, han sido objeto de una normalización publicada por T.E.M.A (Estándar of Tubular exchanger Manufactures Association), que especifica las características mecánicas y térmicas correspondientes a las diversas condiciones de funcionamiento.

Carcasa:

Para más de 24” la carcasa se realiza con planchas de acero enrolladas y soldadas. Por cada extremo se sueldan las bridas que llevarán las tapas y las cajas de distribució

Haz

Las condiciones de funcionamiento, imponen la elección del material: Acero al carbono para uso general. Almiralty para agua de mar. Aceros aleados para productos corrosivos y temperaturas elevadas. Aluminio o cobre, para temperaturas muy bajas.

Ecuaciones fundamentales

Q = M (H1 - H2) = m (h2 - h1) Las letras mayúsculas se reservan para el fluido caliente y las

minúsculas para el fluido frío, mientras que los índices 1 y 2 corresponden respectivamente, a las condiciones de entrada y de salida. M y m representan los caudales másicos horarios de los fluidos; H y h las entalpías de los fluidos en función de sus temperaturas, T y t.