En el artículo anterior comentábamos que el intercambiador de calor es un dispositivo que facilita la transferencia de energía térmica de un fluido a otro facilitando el transporte de la energía entre dos medios. Este documento abordará particularmente los intercambiadores de tubo y carcaza. Por lo general este es el intercambiador típico en muchos procesos, aunque existe una tendencia con la tecnología de intercambiadores de placa que cada vez captura más mercado. El diagrama siguiente muestra los componentes básicos de un intercambiador de tubo y carcaza.
Uno de los tipos de intercambiadores más comunes se conoce como de Carcaza y tubo. Entre esos uno ampliamente utilizado es el que tiene tubos en forma de “U” como se ilustra en el diagrama a continuación. En general, el medio que suple el calor se le conoce como medio primario (rojo en el diagrama) mientras que el secundario es el medio calentado (azul en el diagrama).
¿Cuál es el intercambiador adecuado para mi proceso? Veamos los parámetros claves para seleccionar el intercambiador.
La ecuación básica de la razón de transferencia de calor de un intercambiador de tubo y carcaza es como sigue:
Q = U x A x ΔTm
Q = razón de transferencia ó “velocidad” de la transferencia de calor en BTU/hr
U = Coeficiente general de transferencia de calor en BTU/[(hr)(ºF)]
A = Área de transferencia de calor en pies cuadrados ó ft2
ΔTm= diferencia logarítmica de temperatura en ºF
T1 = Temperatura del fluido entrando a los tubos
T2 = Temperatura del fluido saliendo de los tubos
t1 = Temperatura del fluido entrando en la coraza
t2 = Temperatura del fluido saliendo de la coraza
De la ecuación anterior podemos observar lo siguiente: el área interna de intercambio, el coeficiente general de transferencia de calor y la temperatura de entrada y salida de los medios que intercambian calor son parámetros necesarios para definir el dispositivo adecuado. No obstante, la cantidad de calor que se necesita intercambiar e indirectamente el flujo o caudal de los medios que van a intercambiar calor son parámetros fundamentales para la correcta selección. Existen otras consideraciones que también son importantes. Entre ellas se incluyen el material de construcción que deberá ser compatible con los fluidos. Otras apreciaciones incluyen el tipo de conexión de las boquillas, la orientación que tendrá el intercambiador, es decir, si se utilizará de forma horizontal o vertical y el espacio disponible para la instalación. La orientación puede ser un factor determinante para acomodar el equipo en el área disponible. Ese aspecto tiene que evaluarse respecto a otros factores tales como el mantenimiento del equipo y posibles impactos al proceso.
M. R. Franceschini Inc. se especializa en sistemas de intercambio de calor para procesos que utilizan vapor y agua caliente. Nuestros clientes pueden involucrarnos en el proceso de selección y dimensionamiento. También pueden consultarnos sobre aplicaciones existentes que requieran una evaluación técnica. Para más información comuníquese al 787-622-7080 con su representante en M. R. Franceschini, Inc.
En la próxima capsula informativa nos concentraremos en los intercambiadores de placa y armazón y compararemos características que pueden ayudar en la correcta selección del intercambiador adecuado para un proceso particular.
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