INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENERIA QUIMCA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS **DISEO DE EQUIPOS INDUSTRIALES**

** INTERCAMBIADOR DE CALOR**

NOMBRE DEL PROFESOR:Daz Romero Javier

GRUPO: 3IV84

NOMBRE: Reyes Rivern Diana Sarah

FECHA: 07/ Abril/ 2015.

INTERCAMBIADOR DE CALOR

1.- Qu es un intercambiador? Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que est ms caliente de lo deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que est fro y necesita ser calentado. La transferencia de calor se realiza a travs de una pared metlica o de un tubo que separa ambos fluidos.

2.- Cul es la funcin de un intercambiador? El funcionamiento de los intercambiadores de calor se basa en la transferencia de energa en forma de calor de un medio (aire, gas o lquido) a otro medio.

3.- Cules son las partes o componentes ms esenciales del intercambiador de calor?

4.- Cul es la funcin de cada componente?Placa tubularLos tubos se mantienen en su lugar al ser insertados dentro de agujeros en la placa tubular, fijndose mediante expansin o soldadura. La placa tubular es generalmente una placa de metal sencilla que ha sido taladrada para albergar a los tubos (en el patrn deseado), las empacaduras y los pernos. En el caso de que se requiera una proteccin extra de las fugas puede utilizarse una doble placa tubular.El espacio entre las placas tubulares debe estar abierto a la atmsfera para que cualquier fuga pueda ser detectada con rapidez. Para aplicaciones ms peligrosas puede usare una placa tubular triple, sellos gaseosos e incluso un sistema de recirculacin de las fugas.La placa tubular adems de sus requerimientos mecnicos debe ser capaz de soportar el ataque corrosivo de ambos fluidos del intercambiador y debe ser compatible electroqumicamente con el material de los tubos. A veces se construyen de acero de bajo carbono cubierto metalrgicamente por una aleacin resistente a la corrosin.DeflectoresHay dos tipos de deflectores, transversales y longitudinales. El propsito de los deflectores longitudinales es controlar la direccin general del flujo del lado de la carcasa. Por ejemplo, las carcasas tipo F, G y H tienen deflectores longitudinales. Los deflectores transversales tienen dos funciones, la ms importante es la de mantener a los tubos en la posicin adecuada durante la operacin y evita la vibracin producida por los vrtices inducidos por el flujo. En segundo lugar ellos guan al fluido del lado de la carcasa para acercarse en lo posible a las caractersticas del flujo cruzado.El tipo de reflector ms comn es el simple segmentado. El segmento cortado debe ser inferior a la mitad del dimetro para asegurar que deflectores adyacentes se solapen en al menos una fila completa de tubos. Para flujos de lquidos en el lado de la carcasa el corte del deflector generalmente es del 20 a 25 por ciento; para flujos de gas a baja presin de 40 a 45 por ciento, con el objetivo de minimizar la cada de presin.Carcasa y boquillas del lado de la carcasaLa carcasa es la envolvente del segundo fluido, y las boquillas son los puertos de entrada y salida. La carcasa generalmente es de seccin circular y est hecha de una placa de acero conformado en forma cilndrica y soldado longitudinalmente. Carcasas de pequeos dimetros (hasta 24 pulgadas) pueden ser hechas cortando un tubo del dimetro deseado con la longitud correcta. La forma esfrica de la casaca es importante al determinar el dimetro de los reflectores que pueden ser insertados y el efecto de fuga entre el deflector y la casaca. Las carcasas de tubo suelen ser ms redondas que las carcasas roladas.En intercambiadores grandes la carcasa est hecha de acero de bajo carbono siempre que sea posible por razones de economa aunque tambin pueden usarse otras aleaciones cuando la corrosin o las altas temperaturas as lo requieran.La boquilla de entrada suele tener una placa justo debajo de ella para evitar que la corriente choque directamente a alta velocidad en el tope del haz de tubos. Ese impacto puede causar erosin, cavilacin, y vibraciones. Con el objetivo de colocar esta laca y dejar suficiente espacio libre entre este y la carcasa para que la cada de presin no sea excesiva puede ser necesario omitir algunos tubos del patrn circular completo.Canales del lado de los tubos y boquillasLos canales y las boquillas simplemente dirigen el flujo del fluido del lado de los tubos hacia el interior o exterior de los tubos del intercambiador. Como el fluido del lado de los tubos es generalmente el ms corrosivo, estos canales y boquillas suelen ser hechos de materiales aleados (compatibles con la placa tubular). Deben ser revestidos en lugar de aleaciones slidas.Cubiertas de canalLas cubiertas de canal son placas redondas que estn atornilladas a los bordes del canal y pueden ser removidos para inspeccionar los tubos sin perturbar el arreglo de los tubos. En pequeos intercambiadores suelen ser usados cabezales con boquillas laterales en lugar de canales y cubiertas de canales.

5.- Cmo son los intercambiadores de calor en acorde a la superficie de contacto de calor?La clasificacin ms usual de los intercambiadores de calor de superficie, se realiza en base a la direccin relativa de los flujos de ambos fluidos, pudindose hablar entonces de cambiadores de flujos paralelos y de cambiadores de flujos cruzados, segn sus direcciones seas paralelas en el espacio o formen cualquier ngulo en l.Los intercambiadores de flujos paralelos, son generalmente utilizados en el intercambio trmico lquido-lquido, mientras que los de flujos cruzados se utilizan generalmente en el intercambio lquido-gas.Se denomina intercambiadores de calor de flujos paralelos a aquellos en los que circulan ambos fluidos con direcciones paralelas en el espacio, si adems de tener ambos flujos la misma direccin, tienen el mismo sentido, reciben el nombre de equicorriente, denominndose en contracorriente a aquellos en los que los flujos tienen sentido contrarios.Dentro del subgrupo de intercambiadores de flujos paralelos, se emplean entre otros, los denominamos de placas, de tubo, tambin llamados de doble tubo, de inmersin, multibulares o de carcasa y tubos. En los intercambiadores de calor de carcasa y tubos, es normal combinar la clasificacin anterior con otra, basada en el nmero de veces que cada partcula de los fluidos recorre el intercambiador, recibiendo el nombre de paso cada recorrido, as, un intercambiador en equicorriente o contracorriente, sera un cambiador de un paso por carcasa y un paso por tubos.

6.- Cmo son los intercambiadores de calor de acuerdo a su construccin?Tubo y carcasa:Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor llamado carcaza. El flujo de fluido dentro de los tubos se le denomina comnmente flujo interno y aquel que fluye en el interior del contenedor como fluido de carcaza o fluido externo. En los extremos de los tubos, el fluido interno es separado del fluido externo de la carcasa por la(s) placa(s) del tubo. Los tubos se sujetan o se sueldan a una placa para proporcionan un sello adecuado. En sistemas donde los dos fluidos presentan una gran diferencia entre sus presiones, el lquido con mayor presin se hace circular tpicamente a travs de los tubos y el lquido con una presin ms baja se circula del lado de la cscara. Esto es debido a los costos en materiales, los tubos del intercambiador de calor se pueden fabricar para soportar presiones ms altas que la cascara del cambiador con un costo mucho ms bajo. Las placas de soporte tambin como bafles para dirigir el flujo del lquido dentro de la cscara hacia adelante y hacia atrs de los tubos.

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

Intercambiador de calor de espejo fijo. Intercambiador de calor de tubo en U. El calentador de succin del tanque. Intercambiador de anillo de cierre hidrulico. Intercambiador de cabezal flotante con empaque exterior. Intercambiador de cabezal flotante interno. Intercambiador de cabezal flotante removible. Intercambiador de doble tubo.

Existen intercambiador de tipo de placa en varias formas: en espiral, de placa (y armazn), de aleta con placa soldada y de aleta de placa y tubo.

Plato:El intercambiador de calor de tipo plato, como se muestra en la figura (2), consiste de placas en lugar de tubos para separar a los dos fluidos caliente y fro Los lquidos calientes y fros se alternan entre cada uno de las placas y los bafles dirigen el flujo del lquido entre las placas. Ya que cada una de las placas tiene un rea superficial muy grande, las placas proveen un rea extremadamente grande de transferencia de trmica a cada uno de los lquidos .Por lo tanto, un intercambiador de placa es capaz de transferir mucho ms calor con respecto a un intercambiador de carcaza y tubos con volumen semejante, esto es debido a que las placas proporcionan una mayor rea que la de los tubos. El intercambiador de calor de plato, debido a la alta eficacia en la transferencia de calor, es mucho ms pequeo que el de carcaza y tubos para la misma capacidad de intercambio de calor.

7.- Cmo son los intercambiadores de calor de acuerdo al tipo de flujo?

Flujo paralelo:Como se ilustra en la figura (3), existe un flujo paralelo cuando el flujo interno o de los tubos y el flujo externo o de la carcasa ambos fluyen en la misma direccin. En este caso, los dos fluidos entran al intercambiador por el mismo extremo y estos presentan una diferencia de temperatura significativa. Como el calor se transfiere del fluido con mayor temperatura hacia el fluido de menor temperatura, la temperatura de los fluidos se aproximan la una a la otra, es decir que uno disminuye su temperatura y el otro la aumenta tratando de alcanzar el equilibrio trmico entre ellos. Debe quedar claro que el fluido con menor temperatura nunca alcanza la temperatura del fluido ms caliente.

Figura 3: Intercambiador de calor de flujo paralelo.

Contraflujo: Como se ilustra en la figura (4), se presenta un contraflujo cuando los dos fluidos fluyen en la misma direccin pero en sentido opuesto. Cada uno de los fluidos entra al intercambiador por diferentes extremos Ya que el fluido con menor temperatura sale en contraflujo del intercambiador de calor en el extremo donde entra el fluido con mayor temperatura, la temperatura del fluido ms fro se aproximar a al temperatura del fluido de entrada. Este tipo de intercambiador resulta ser ms eficiente que los otros dos tipos mencionados anteriormente. En contraste con el intercambiador de calor de flujo paralelo, el intercambiador de contraflujo puede presentar la temperatura ms alta en el fluido fro y la ms baja temperatura en el fluido caliente una vez realizada la transferencia de calor en el intercambiador.

Flujo cruzado:En la figura (5) se muestra como en el intercambiador de calor de flujo cruzado uno de los fluidos fluye de manera perpendicular al otro fluido, esto es, uno de los fluidos pasa a travs de tubos mientras que el otro pasa alrededor de dichos tubos formando un ngulo de 90 Los intercambiadores de flujo cruzado son comnmente usado donde uno de los fluidos presenta cambio de fase y por tanto se tiene un fluido pasado por el intercambiador en dos fases bifsico. Un ejemplo tpico de este tipo de intercambiador es en los sistemas de condensacin de vapor, donde el vapor exhausto que sale de una turbina entra como flujo externo a la carcasa del condensador y el agua fra que fluye por los tubos absorbe el calor del vapor y ste se condensa y forma agua lquida. Se pueden condensar grandes volmenes de vapor de agua al utiliza este tipo de intercambiador de calor.En la actualidad, la mayora de los intercambiadores de calor no son puramente de flujo paralelo, contraflujo, o flujo cruzado; estos son comnmente una combinacin de los dos o tres tipos de intercambiador. Desde luego, un intercambiador de calor real que incluye dos, o los tres tipos de intercambio descritos anteriormente, resulta muy complicado de analizar. La razn de incluir la combinacin de varios tipos en uno solo, es maximizar la eficacia del intercambiador dentro de las restricciones propias del diseo, que son: tamao, costo, peso, eficacia requerida, tipo de fluidos, temperaturas y presiones de operacin, que permiten establecer la complejidad del intercambiador.

Figura 4: Intercambiador de contraflujo.

Figura 5: Intercambiador de calor de flujo cruzado.8.- Cmo son los intercambiadores de calor de acuerdo a su uso o empleo de proceso o uso comercial?

Intercambiadores de tubo en espiralLos intercambiadores de tubo en espiral consisten en un serpentn o grupo de ellos concntricos enrollados en espiral se utilizan generalmente cuando el requerimiento de rea es pequeo, menos de 2 m2. Se pueden utilizar tanto para calentamiento como enfriamiento, as como para condensacin o vaporizacin, por su amplio rango de operacin de presin y temperatura. No se recomienda cuando el fluido que circula por el interior del tubo es incrustante. Entre sus caractersticas se incluye el flujo a contracorriente, eliminacin de las dificultades de la expansin diferencial, velocidad constante y compactacin.Se utiliza en los procesos en lotes ya sea agitado o sin agitar, para calentar o enfriar lquidos que son procesos tpicos de estado inestable en los que ocurren cambios discontinuos de calor con cantidades especficas de material. Otra aplicacin importante es la de enfriar gases a alta presin.Intercambiador de doble tubo o tubos concntricosEstos intercambiadores de calor generalmente vienen en unidades llamadas horquillas. El intercambiador de doble tubo o tubos concntricos es extremadamente til, ya que se puede ensamblar en cualquier taller de plomera a partir de partes estndares, proporcionando superficies de transferencia de calor a bajo costo.Este tipo de intercambiador de calor puede estar formado por uno o ms tubos pequeos contenidos en un tubo de dimetro ms grande. Al tubo externo se le llama anulo.Cuando se trata de reas pequeas (< 50 m2) puede pensarse en intercambiadores de doble tubo, aunque estos resultan ms voluminosos y costosos que los de carcasa y tubo, para reas similares de intercambio. Otra situacin 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 presin; es ms fcil impedir las fugas en el intercambiador de doble tubo que en el de carcasa y tubos. Por la misma razn, los intercambiadores de doble tubo resultan convenientes cuando se manejan gases muy difciles de contener (tal como el H2) o fluidos txicos. Dado que estos intercambiadores son relativamente fciles de limpiar, son tambin 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 condensacin o vaporizacin. Se utilizan en la Industria Alimentara, Qumica, Petroqumica, Farmacutica, etc.Intercambiadores de calor compactosSon intercambiadores de calor diseados para lograr una gran rea superficial de transferencia de calor por unidad de volumen. La razn entre el rea superficial y su volumen es la densidad de rea . Un intercambiador con > 700 m2/m3 se clasifica como compacto; debido a su pequeo tamao y peso, estos intercambiadores tienen gran aceptacin en muchas industrias, como automotriz, alimenticia, qumica y en sistemas marinos.

Estos suelen usarse para intercambios gas-gas o gas-lquido, aunque tambin se utilizan para lquido-lquido. Dentro de los llamados compactos existen intercambiadores de tipo de placa en varias formas: en espiral, de placa y armazn, y de placa soldada. Admiten una gran variedad de materiales de construccin, aunque estn limitados a presiones pequeas.Intercambiadores de placa en espiral. El intercambiador de placa en espiral se hace con un par de placas laminadas formando dos canales espirales concntricos, para proporcionar dos pasos rectangulares relativamente largos para los fluidos con flujo en contracorriente. La trayectoria continua elimina la inversin del flujo (y la cada consiguiente de la presin), las desviaciones y los problemas de dilataciones diferenciales. Los slidos se pueden mantener en suspensin, ver la figura 3. En este equipo, el fluido caliente entra por el centro del intercambiador y fluye del interior hacia fuera. El fluido fro se introduce por la periferia y fluye hacia el centro. De esta forma se lleva a cabo el flujo en contracorriente.Se fabrican en cualquier tipo de metal que pueda ser conformado en frio y soldado como acero al carbono, inoxidable, aleaciones de nquel y titanio etc.Aplicaciones: tratamiento de lodos, lquidos con slidos en suspensin incluyendo papillas, y una amplia gama de fluidos viscosos. Como desventaja se presenta la dificultad de limpieza y aplicaciones a presiones moderadas.Intercambiadores de placa y armazn: los intercambiadores de placa y armazn consisten en un bastidor con placas recambiables y juntas de estanqueidad de caucho, sin elementos de soldadura. Las placas estn preformadas de acuerdo a un diseo de corrugacin que facilita el intercambio trmico entre los fluidos caliente y fro. Intercambiador de placas soldadas. No lleva juntas sino que las placas van soldadas. Son ms competitivos pero no siendo posible el mantenimiento. Permite trabajar a presiones y temperaturas ms altas de hasta 30 kg/cm2 y temperaturas mximas de 225 C.Intercambiador de calor de carcasa y placasEl intercambiador de calor de carcasa y placas ofrece un funcionamiento trmico equiparable a un intercambiador de calor de placa con la capacidad de soportar la presin y la temperatura de un intercambiador de carcasa y tubos. Los usos incluyen transferencia trmica simple de lquido a lquido, condensadores, evaporadores y los enfriadores de aceite entre otros. En el interior de estos intercambiadores se encuentra un paquete de placas circulares totalmente soldadas; este paquete se encuentra montado y protegido por una carcasa, la cual es un recipiente a presin.Los intercambiadores de calor de carcasa y placas son extremadamente eficientes debido a la alta turbulencia creada por la geometra compleja de cada paso de la placa. La elevada turbulencia conduce a un coeficiente mucho ms alto de transferencia de calor comparado con los intercambiadores de calor convencionales, es decir que requieren de menor superficie de transferencia de calor para realizar un trabajo dado. Esto demuestra que no slo son compactos sino que tambin son rentables pues se requiere menos material para su fabricacin.

9.- Cmo son los intercambiadores de calor ms comunes?

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 utilizacin se ha incrementado en aos recientes. Los espejos se sueldan a la coraza. Por lo comn, se extienden ms all de la coraza y sirven como bridas a la que sujetan como pernos los cabezales del lado de los tubos. Esta construccin requiere que los materiales de la coraza y los espejos se puedan soldar entre s.

Intercambiador de cabezal flotante interno: El diseo de cabezal flotante interno se utiliza mucho en las refineras petroleras, pero su uso ha declinado en aos recientes. En este tipo de cambiador de calor el haz de tubos y el espejo flotante se desplaza (o flota) para acomodar las dilataciones diferenciales entre la coraza y los tubos.

10.- Cules son los factores o aspectos que se consideran para el diseo de un intercambiador?Las dimensiones de un intercambiador de calor no estn determinadas nicamente por consideraciones de transferencia de calor, para fijar las dimensiones globales y el nmero de placas del intercambiador es necesario tomar en cuenta otras restricciones. Los problemas usuales de diseo de intercambiadores de calor consisten en idear una unidad con un rendimiento dado en cuanto a transferencia de calor, es decir, una efectividad dada, sujeto a ciertas restricciones, por ejemplo: (1) bajo costo de capital; (2) bajo costo de operacin; (3) limitaciones en cuanto a tamao, forma peso; y (4) facilidad de mantenimiento.

La porcin ms importante del costo de operacin puede deberse a la potencia necesaria para bombear los fluidos. Para los lquidos la potencia suele ser ms bien baja, por lo que no afecta significativamente el diseo. En el caso de los gases, la potencia requerida por unidad de masa de fluido de trabajo es muy grande, por lo que a menudo constituye una importante restriccin del diseo. La potencia de bombeo es simplemente el producto de la velocidad volumtrica de flujo por la cada de presin, dividido entre la eficiencia de soplado, As, la necesidad de reducir el costo de operacin se traduce, a nivel del diseo, en una limitacin sobre la cada de presin.

En general, el ingeniero es libre de elegir la configuracin del intercambiador (contracorriente, flujo cruzado, pasos mltiples, etc.), el tipo de superficie de transferencia de calor (tubos coaxiales, placas y aletas, haces de tubos, etc.) y las dimensiones caractersticas de la superficie (dimetro de los tubos, separacin en un haz de tubos, etc.). Para obtener una cada de presin baja se requiere una seccin transversal de flujo de gran rea, aunque tambin es importante seleccionar de manera adecuada la configuracin y la superficie de transferencia de calor. La siguiente es una posible estrategia de diseo:

1) Especificar la eficiencia de transferencia de calor requerida.2) Especificar la cada de presin permisible de una de las corrientes o de ambas.3) Seleccionar una configuracin.4) Seleccionar un tipo de superficie de transferencia de calor.5) Seleccionar las dimensiones de la superficie.6) Calcular las dimensiones resultantes de la unidad.7) Evaluar el diseo respecto a factores como el coste de capital, el tamao, el peso y la facilidad de mantenimiento.

Pueden ser que las dimensiones obtenidas en el paso nmero 6 no sean nicas. Adems, en algunas configuraciones, como la de tubos coaxiales, las dimensiones de la superficie de transferencia estn determinadas por las restricciones de transferencia de calor y de cada de presin.

El principal problema de diseo de un intercambiador de calor consiste en hacerlo ptimo, para lo cual se dispone de diversos mtodos matemticos y computacionales avanzados. En todo proyecto serio se deben utilizar estos mtodos. Sin embargo, antes de valerse de esta compleja herramienta debe poseer una clara comprensin de algunos conceptos fundamentales del proceso de diseo.

11.- Cules son los aspectos que se consideran para elegir o seleccionar un intercambiador de calor?La seleccin del tipo de intercambiador de calor que mejor se ajusta al servicio de inters, se basa exclusivamente en consideraciones tcnicas y econmicas, que fijan la opcin ganadora en trminos de servicio prolongado y satisfactorio con menores costos iniciales y de operacin. Hay casi un nmero ilimitado de alternativas en la seleccin de equipos de transferencia de calor para un determinado proceso, pero solo uno es el mejor diseo.En la industria qumica entre otras, se utilizan intercambiadores de calor de diferentes tipos, por lo tanto elegir el equipo de transferencia de calor ms adecuado es una gran labor que tiene que realizar el ingeniero de proceso. Para esto, se debe tener una idea del tipo de trabajo de intercambio que hace falta, para los fluidos en cuestin y las condiciones de operacin. Este examen permite determinar el tipo de intercambiador de calor que, ser ms conveniente para dicha aplicacin. Adicionalmente, deben establecerse cules son las condiciones de operacin imperantes en el proceso. Las condiciones de operacin ms importantes son los flujos, las temperaturas, presiones de operacin y las limitaciones de cada de presin en el sistema. Se toman en cuenta los tipos de materiales del equipo, caractersticas de ensuciamiento, peligrosidad y agresividad qumica de las corrientes, entre otras. Con esto se puede estimar el rea de transferencia de calor; una vez calculada el rea necesaria, se puede estimar el costo aproximado de las distintas alternativas posibles. De all en adelante, influirn consideraciones econmicas como la posibilidad de construir el equipo en vez de comprarlo; el espacio disponible, esto debido a que en plantas ya instaladas, los espacios para instalarlos pueden ser muy reducidos, etc.

12.- Cmo se elige o selecciona el material del intercambiador de calor para su fabricacin?sta seleccin se realiza en relacin al funcionamiento de cada componente del equipo. Tambin se analiza el costo y la facilidad de encontrar el material en el mercado. En la tabla 2 se muestran algunos posibles materiales seleccionados.

13.- Cules son los materiales ms comunes que se emplean o se usan en un intercambiador?El material ms comn de los intercambiadores de calor es el acero al carbono. La construccin de acero inoxidable se utiliza a veces en los servicios de plantas qumicas y en la industria de alimentos donde se necesitan altas condiciones de asepsia y, en raras ocasiones, en las refineras petroleras.Las aleaciones en servicios en plantas qumicas y petroqumicas, en orden aproximado de utilizacin, son el acero inoxidable de la serie 300, el nquel, las aleaciones de cobre, aluminio, el acero inoxidable de la serie 400, y otras aleaciones. En servicios de refineras petroleras, el orden de frecuencia cambia y las aleaciones de cobre (para unidades enfriadas por agua) ocupan el primer lugar, y el acero de aleacin baja el segundo.Los tubos de aleaciones de cobre, sobre todo el latn Admiralty inhibido, se emplean en general con enfriamiento por agua.Los cabezales del lado de los tubos para el servicio con agua se hacen en gran variedad de materiales: acero al carbono, aleaciones de cobre, hierro colado, acero al carbono con pintura especial o recubierto con plomo o plstico.

Tubos bimetlicosCuando los requisitos de corrosin o las condiciones de temperatura no permiten la utilizacin de una aleacin simple para los tubos, se utilizan tubos bimetlicos (o dplex). Se pueden hacer en cualquier combinacin posible de metales. Varan tambin los calibres y los tamaos de los tubos. Para calibres delgados, los espesores de las paredes se dividen en general en partes iguales entre los dos componentes elementales. En los calibres mayores, el componente ms costoso puede comprender de una quinta a una tercera parte de espesor total.Los tubos bimetlicos estn disponibles a partir de un pequeo nmero de laminadores de tubera, y son fabricados nicamente bajo pedido especial y en grandes cantidades.

Espejos revestidosPor general los cabezales o espejos y otras piezas de los intercambiadores de calor son de metal fuerte. Los espejos bimetlicos o recubiertos se utilizan para reducir los costos de fabricacin de los equipos o porque no hay ningn metal simple que resulte satisfactorio para las condiciones de corrosin. El material de aleacin (por lo general acero inoxidable, metal monel, etc.) se une o se deposita como revestimiento a un material de respaldo de acero al carbono. En la construccin de espejos fijos se puede soldar un espejo revestido de aleacin de cobre a un espejo de acero, mientras que la mayor parte de espejos de aleacin de cobre no se pueden soldar de una manera aceptable.

Construccin no metlicaExisten intercambiadores de tubo y coraza con tubos de vidrio. Los intercambiadores de calor de tubo y coraza de acero tienen una presin de diseo mxima de 75 psi, en cambio los fabricados con vidrio tiene una presin de diseo mxima de 15 psi. Todos los tubos tienen libertad para expandirse, ya que se emplea un sellador de tefln en la unin del espejo al tubo.

FabricacinLa dilatacin del tubo en el cabezal reduce el espesor de la pared del tubo y endurece el metal. Los esfuerzos inducidos pueden provocar una corrosin por esfuerzo. La diferencia de dilatacin de los tubos y la coraza en intercambiadores de espejo o cabezal fijo pueden desarrollar esfuerzos que producen corrosin.

Ensuciamiento y formacin de EscamasEl ensuciamiento se refiere a cualquier capa o depsito de materias extraas en una superficie de transferencia de calor, comnmente estos materiales tienen baja conductividad trmica (son malos conductores de calor y entorpecen la transferencia de calor), lo que provoca una mayor resistencia a la transferencia de calor. En los equipos de transferencia se producen varios tipos diferentes de ensuciamiento. La sedimentacin es deposicin de materiales finamente divididos, a partir del fluido de proceso. La formacin de escamas se debe, con frecuencia, a la cristalizacin de un material cuya solubilidad, a la temperatura de la pared del tubo, es ms baja que a la temperatura promedio del fluido. Muchas corrientes de proceso reaccionan y el material resultante, menos soluble, se deposita en la superficie como una pelcula, con frecuencia de una resistencia y espesor considerable. Los productos de la corrosin pueden oponer una resistencia importante a la transferencia de calor. Los crecimientos biolgicos, como las algas, constituyen un problema grave en muchas corrientes de agua de enfriamiento y en la industria de la fermentacin.

Retiro de depsitos de suciedadEl retiro qumico de la suciedad se puede lograr en algunos casos con cidos dbiles, disolventes especiales, etc. Otros depsitos se adhieren con debilidad y se pueden lavar mediante el funcionamiento peridico a velocidades muy altas o un enjuague con un chorro de agua, una lechada de agua y arena o vapor a alta velocidad. Estos mtodos se pueden aplicar tanto al lado de la coraza como el de los tubos sin retirar el haz de tubos. Sin embargo la mayor parte de los depsitos se pueden retirar mediante una accin mecnica positiva, como la introduccin de una varilla, la accin de una turbina o el raspado de la superficie. Estas tcnicas se pueden aplicar del lado de los tubos sin sacar el haz de tubos; pero en el lado de la coraza slo se puede hacer esto despus de retirar el haz, e incluso entonces, esto ser con un xito limitado, debido a la cercana de los tubos.

BIBLIOGRAFA

1.- HOLLMAN, J. P. TRANSFERENCIA DE CALOR. Editorial Mc GRAW HILL. 8 Edicin.

2.- KERKN, Donald. PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. Editorial CONTINENTAL S.A. Mxico 1998.