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Se emplean para enfriar o calentar un fluido que pasa a travs del intercambiador mediante un flujo de vapor o agua caliente o fra. As, el uso recomendado de este equipo es controlar la temperatura de un producto.

Un intercambiador tubular es un sistema utilizado para transferir calor o fro entre dos o ms fluidos.Ìý³¢´Ç²õ fluidos pueden estar separados por una pared slida para evitar que se mezclen o pueden estar en contacto directo.

Funciona mediante un cuerpo tubular al que se insertan multitud de tuberas internas para crear dos cmaras por donde circulan los fluidos a diferentes temperaturas, en ellas se produce el enfriamiento o calentamiento por contacto entre superficies.

Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se utilizan normalmente para aplicaciones de alta presin (con presiones superiores a 30 bar y temperaturas superiores a de 260 °C).

Existen diferentes intercambiadores tubulares. El formato se puede ajustar a caudales deseados dimensionando el tamao para alcanzar la capacidad deseada pero se debe tener en cuenta las caractersticas trmicas que son necesarias en cada caso.

El espesor de la pared de los tubos suele determinarse para asegurar que hay suficiente espacio para la corrosin, que la vibracin inducida por el flujo tiene resistencia, fuerza axial, disponibilidad de repuestos, resistencia del aro (para soportar la presin interna del tubo), resistencia al pandeo (para soportar la sobrepresin en el casco).

Al disear los tubos, es prctico asegurarse de que el paso de los tubos (es decir, la distancia entre centros de los tubos contiguos) no sea inferior a 1,25 veces el dimetro exterior de los tubos. Un paso de tubo ms grande conduce a un dimetro total de la carcasa ms grande, lo que se traduce en un intercambiador de calor ms costoso.

Los deflectores se utilizan en intercambiadores de calor de carcasa y tubos para dirigir el fluido a travs del haz de tubos. Corren perpendiculares al caparazn y sostienen el paquete, evitando que los tubos se comben en una gran longitud. Tambin pueden evitar que los tubos vibren. El tipo ms común de deflector es el deflector segmentario. Los deflectores segmentados semicirculares estn orientados a 180 grados con respecto a los deflectores adyacentes, lo que obliga al fluido a fluir hacia arriba y hacia abajo entre el haz de tubos. El espaciado de los deflectores es una gran preocupacin termodinmica cuando se disean intercambiadores de calor de carcasa y tubos. Los deflectores deben espaciarse teniendo en cuenta la conversin de la cada de presin y la transferencia de calor. Para la optimizacin termoeconmica, se sugiere que los deflectores estn espaciados a no menos del 20 % del dimetro interior de la carcasa. Tener deflectores espaciados demasiado juntos provoca una mayor cada de presin debido a la redireccin del flujo. En consecuencia, tener los deflectores demasiado separados significa que puede haber puntos ms fros en las esquinas entre los deflectores. Tambin es importante asegurarse de que los deflectores estn lo suficientemente cerca como para que los tubos no se comben. El otro tipo principal de deflector es el deflector de disco y rosquilla, que consta de dos deflectores concntricos. Un deflector exterior ms ancho parece una rosquilla, mientras que el deflector interior tiene forma de disco. Este tipo de deflector obliga al fluido a pasar alrededor de cada lado del disco y luego a travs del deflector de rosquilla generando un tipo diferente de flujo de fluido.

Hay que tener en cuenta que un dimetro de tubo pequeo hace que el intercambiador sea econmico y compacto pero es probable que se ensucie ms rpido y el tamao pequeo dificulta la limpieza mecnica del ensuciamiento. En conclusin, para determinar el dimetro del tubo, se debe considerar el espacio disponible, el costo y la naturaleza de ensuciamiento de los fluidos.

Los intercambiadores de calor suelen ser ms baratos cuando tienen un dimetro de carcasa ms pequeo y una longitud de tubo larga. Por lo tanto, normalmente existe el objetivo de hacer que el intercambiador de calor sea lo ms largo fsicamente posible sin exceder las capacidades de produccin. Sin embargo, existen muchas limitaciones para esto, incluido el espacio disponible en el sitio de instalacin y la necesidad de garantizar que los tubos estn disponibles en longitudes que sean el doble de la longitud requerida (para que puedan retirarse y reemplazarse). Adems, los tubos largos y delgados son difciles de sacar y reemplazar.

Este tipo de tubos, utilizados principalmente para las cmaras de aire, aumenta la turbulencia de los fluidos y el efecto es muy importante en la transferencia de calor dando un mejor rendimiento.

Se refiere a cmo se colocan los tubos dentro de la carcasa. Hay cuatro tipos principales de diseo de tubo, que son, triangular (30°), triangular girado (60°), cuadrado (90°) y cuadrado girado (45°). Los patrones triangulares se emplean para brindar una mayor transferencia de calor, ya que obligan al fluido a fluir de manera ms turbulenta alrededor de la tubera. Los patrones cuadrados se emplean donde se experimenta un alto ensuciamiento y la limpieza es ms regular.