modulo - intercambiadores - air cooler

Profesor: Manuel E. Cabarcas

Instructor

Manuel E. Cabarcas

Aeroenfriadores

Ingeniería del Gas Natural

Universidad Industrial de Santander


AEROENFRIADORES


AEROENFRIADORES HAZ DE TUBOS


AEROENFRIADORES BAY Y HAZ DE TUBOS


AEROENFRIADORES CORRIENTE FORZADA

CORRIENTE FORZADA

VENTAJAS LIMITACIONES

Los requerimientos de potencia son

ligeramente menores, ya que el ventilador está

del lado del aire frío.

Mejor accesibilidad a los componentes

mecánicos para el mantenimiento.

Fácilmente adaptable para recirculación de aire

precalentado (para invierno).

Requiere menos soporte estructural.

Pobre distribución de aire en el área

seccional de transferencia de calor.

La posibilidad de recirculación de aire es

mucho mayor, debido a la baja velocidad

del aire de descarga.

Exposición total de los tubos al sol, lluvia

y efectos corrosivos ambientales.


AEROENFRIADORES CORRIENTE INDUCIDA

CORRIENTE INDUCIDA


Mejor distribución de aire en la sección

transversal.

Menos posibilidad de retorno de aire caliente a

la sección de succión. El aire caliente es

descargado a una velocidad 2,5 veces mayor

que la velocidad de entrada y alrededor de

1.500 ft/min.

Mayor requerimiento de potencia, ya que

el ventilador está localizado en la

sección del aire caliente.

La temperatura del aire efluente está

limitada a 200 °F, para prevenir fallas en

las aspas del ventilador.


AEROENFRIADORES CORRIENTE INDUCIDA

CORRIENTE INDUCIDA


El efecto del sol, la lluvia y la corrosión es

menor ya que solo el 60% del área está abierta

(aproximadamente).

Mayor capacidad aún con el ventilador

apagado, ya que el efecto de la corriente

natural es mucho mayor que en la corriente

forzada.

Los componentes que mueven al

ventilador son menos accesibles para el

mantenimiento, éste tiene que hacerse

en ambiente caliente generado por

convección natural.

Para fluidos con temperatura de entrada

por encima de 350 °F, se debe utilizar el

diseño de corriente forzada.


Configuración Vertical

Corriente Inducida Corriente Forzada

ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACIÓN VERTICAL


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACIÓN VERTICAL

Generalmente los haces verticales se limitan a unidades pequeñas o empacadas,

como compresores.

Si el haz es montado verticalmente se puede lograr una reducción considerable en

espacio.


Corriente Forzada Corriente Inducida

ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACÍÓN HORIZONTAL


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACÍÓN HORIZONTAL – CORRIENTE FORZADA


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACÍÓN HORIZONTAL – CORRIENTE INDUCIDA


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACIÓN EN “A”

Es ideal para la condensación pues

facilita el drenaje del líquido.

La inclinación desde la horizontal

está usualmente comprendida entre

45º y 60º.

Esta configuración ocupa 30% a

40% menos espacio que la

configuración horizontal.

Este diseño es empleado casi

exclusivamente en plantas de

potencia para condensar el vapor de

salida de las turbinas.


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACIÓN EN “A”


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACIÓN EN “V”


ORIENTACIÓN DEL HAZ DE TUBOS ORIENTACIÓN EN LINEA


DETALLE DEL MOTOR DEL VENTILADOR

Motor Directo

El ventilador está montado

directamente sobre el eje del

motor. El ventilador y el motor

operan a la misma velocidad.

Transmisión por correa de tiro

forzado

La velocidad del motor se

reduce hasta la velocidad

deseada en el ventilador por

medio de poleas


Transmisión por correa de tiro

inducido

Si la temperatura de descarga

del aire es baja, el motor puede

montarse sobre el

intercambiador de calor



Motor engranado

El eje del motor está acoplado

directamente al eje de entrada

del engranaje



SIMULACION DEL FLUJO TÉRMICO


TIPOS DE ALETAS EN LOS TUBOS DE UN AERO-ENFRIADOR


TIPOS DE ALETAS EN LOS TUBOS DE UN AERO-ENFRIADOR

Incrustado


ARREGLO DE LOS TUBOS EN HAZ

Banco de tubos en arreglo escalonado Banco de tubos en arreglo alineado


Es el más común

Permiten la limpieza mecánica de

cada tubo y su taponamiento en

caso de pérdidas o escapes.

Este tipo de cabezal es

relativamente barato y puede ser

empleado en servicios con altas

presiones.

Su desventaja es que remover el

gran número de tapones es costoso

y requiere tiempo y esfuerzo

CABEZALES CABEZAL TIPO TAPÓN


AEROENFRIADORES CABEZAL TIPO TAPÓN

Plug Box Header

The most common air cooled heat exchanger header style,

this general purpose design allows cleaning of individual

tubes and is used for most refinery and power processes

with low to moderately high pressures.


Cover Plate Header

Either removable cover or bonnet, a cover plate

header is typically used in chemical applications or

services with severe fouling conditions. This design

is available for low to medium, <300

psi, installations

AEROENFRIADORES CABEZAL TIPO CUBIETA DE PLACA


AEROENFRIADORES CABEZAL TIPO TUBERIA DE MANIFOLD

Pipe manifold headers are suitable for all pressures,

including full vacuum. Typically this type of header is used

for steam coils. Tubes are not rolled into the header, rather

they are welded from the outside.


High Pressure / Other Header Designs

GEA Rainey Solutions is capable of over seven

different types of headers and bundle configurations,

each offering their own benefits and serving all of

the process and power applications. High pressure

applications, >10,000 psi, are not an issue.

AEROENFRIADORES CABEZAL DE ALTA PRESIÓN

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