Intercambiadores de Calor
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INTERCAMBIADORES DE CALOR
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DEFINICION
ES UN DISPOSITIVO QUE TRANSFIERECALOR ENTRE DOS FLUIDOS.
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TIPOS DE INTERCAMBIADORES
• ABIERTOS:LOGRAN LA TRANSFERENCIA POR EL MEZCLADO COMPLETO DE LOS HACES DE FLUIDO.
• CERRADOS: LOGRAN LA TRANSFERENCIA A TRAVES DE UNA PARED SÓLIDA QUE SEPARA LOS DOS FLUIDOS.
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• CO- CORRIENTE
• CONTRA-CORRIENTE
• FLUJO CRUZADO
ARREGLOS BASICOS DE FLUJO EN
INTERCAMBIADORES DE CALOR
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ELEMENTOS MECÁNICOS
ESTAN COMPUESTOS DE CUATRO PARTES PRINCIPALES• TUBOS:• COMPONENTES BASICOS DE LOS INTERCAMBIADORES,
PROVEEN LAS SUPERFICIES DE TRANSFERENCIA DE CALOR ENTRE LOS FLUIDOS QUE VAN DENTRO Y FUERA DE ELLOS.
• PUEDEN ESTAR CONSTITUIDOS DE MATERIALES TALES COMO:
• ACERO AL CARBON ACEROS DE BAJA ALEACION, ACERO INOXIDABLE ,COBRE, ADMIRALTY, CUPRONIQUEL, INCONEL, ALUMINIO.
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TIPOS DE ARREGLOS O ESPACIAMIENTO (PITCH)
• LOS ORIFICIOS DE LOS ESPEJOS NO PUEDEN TALADRARSE MUY CERCA UNO DEL OTRO , YA QUE UNA FRANJA DEMASIADO ESTRECHA DE METAL ENTRE TUBOS ADYACENTES DEBILITARIA ESTRUCTURALMENTE EL ESPEJO. POR ESTA RAZON DEBE EXISTIR UNA DISTANCIA MINIMA ENTRE LOS TUBOS.
• EL PITCH ES EL ESPACIO EXISTENTE DE CENTRO A CENTRO ENTRE LOS TUBOS, LOS CUALES PUEDEN ESTAR ARREGLADOS EN PITCH TRIANGULAR, TRIANGULAR ROTADO, CUADRADO Y CUADRADO ROTADO.
• EL TRIANGULAR SE UTILIZA GENERALMENTE EN CAMBIADORES DE ESPEJOS FIJOS, CUANDO NO SE NECESITA LIMPIAR EL EXTERIOR DE LOS TUBOS YA SEA MECANICA O MANUALMENTE Y TAMBIEN SE PUEDEN UTILIZAR SOLVENTES QUIMICOS.
• EL PITCH CUADRADO ES RECOMENDADO CUANDO SE TIENE UN FUERTE ENSUCIAMIENTO DEL FLUIDO Y ES NECESARIA LA LIMPIEZA MECANICA O EN DONDE LA CAIDA DE PRESION PERMISIBLE POR EL LADO DE LA EVOLVENTE ESTA MUY LIMITADO.
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ESPEJOS: LOS ESPEJOS SON PLACAS CIRCULARES DE METAL QUE SON BARRENADAS Y RANURADAS PARA COLOCAR LOS TUBOS Y LAS
VARILLAS SEPARADORAS, ASI COMO EL CIRCULO DE TORNILLOS Y EMPAQUES PARA QUE
EMBONEN EN LA ENVOLVENTE. LOS TUBOS SON SOSTENIDOS EN SU LUGAR AL SER INSERTADOS
EN ORIFICIOS PRACTICADOS A LOS ESPEJOS Y POSTERIORMENTE EXPANDIDOS O SOLDADOS.
CUANDO SE REQUIERE EVITAR TOTALMENTE EL MEZCLADO ENTRE LOS FLUIDOS.
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ENVOLVENTE Y BOQUILLAS• LA ENVOLVENTE ES SIMPLEMENTE EL RECIPIENTE
DEL FLUIDO EXTERNO A LOS TUBOS Y LAS BOQUILLAS SON LA ENTRADA Y SALIDA A EL. LA
ENVOLVENTE ESTA HECHA COMUNMENTE DE PLACAS DE METAL, LAS CUALES SON CORTADAS A LAS DIMENSIONES REQUERIDAS Y SOLDADAS
LONGITUDINALMENTE. LAS ENVOLVENTES DE DIAMETRO MENOR A 24” SE PUEDEN CONSTRUIR
DE TUBERIA COMERCIAL. LA REDONDEZ DE LA ENVOLVENTE ES IMPORTANTE PARA FIJAR EL DIAMETRO MAXIMO DE LAS MAMPARAS Y EL
EFECTO DE LA FUGA ENTRE LA ENVOLVENE Y LA MAMPARA.
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CANALES Y BOQUILLAS
• LOS CANALES Y BOQUILLAS SIMPLEMENTE SIRVEN PARA CONTROLAR EL FLUJO QUE ENTRA Y SALE
POR LOS TUBOS DEL INTERCAMBIADOR. GENERALMENTE EL FLUIDO MAS CORROSIVO VA POR EL LADO DE LOS TUBOS, POR EL CUAL LOS
CANALES Y BOQUILLAS SE HACEN DE ALGUNA ALEACION COMPATIBLE CON LOS ESPEJOS Y LOS TUBOS. LOS CABEZALES DE INTERCAMBIADORES
DE CALOR SON DE TRES TIPOS:
• ESPEJOS FIJOS• CABEZAL U (TUBOS EN U)
• CABEZALES FLOTANTE
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MAMPARAS• LAS MAMPARAS TIENEN TRES FUNCIONES:
• SOPORTAR LOS TUBOS EN LA POSICION APROPIADA DURANRE SU ENSAMBLE Y OPERACIÓN DE EQUIPO.
• PREVENIR LA VIBRACIÒN DE LOS TUBOS, CAUSADAS POR REMOLINOS EN EL FLUJO
• GUIAR AL FLUIDO DE LA ENVOLVENTE EN FORMA TRANSVERSAL AL HAZ DE TUBOS, AUMENTANDO SU
VELOCIDAD Y EL COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
• EL TIPO DE MAMPARA MAS COMUN ES LA SEGMENTADA CON CORTE VERTICAL, HORIZONTAL O INCLINADO.
• OTROS TIPOS NO TAN UTILIZADOS SON EL DE DONA Y DISCO Y LOS DOBLEMENTE SEGMENTADOS.
• LAS MAMPARAS SEGMENTADA SON CIRCUOS DE DIAMETRO LIGERAMENTE MENOR QUE LA ENVOLVENTE CON UN CORTE SEGMENTAL QUE PUEDE VARIAR DESDE UN 10% A UN 35%
DE AREA DE LA MAMPARA.
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ESTANDARIZACIÓN PARA LA NOMENCLETURA DE INTERCAMBIADORES DE CALOR
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INTERCAMBIADOR DE CALOR ESTANDAR
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INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO BEM
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INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO AEP
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INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO CFU
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INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO AKT
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INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO AJW
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SISTEMA DE TOLERANCIAS PARA INTERCAMBIADORES DE CALOR
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HORNOS TIPO CABINA Y MULTICELDA
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ARREGLO DE TUBOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR
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UNIONES DEL TUBO AL ESPEJO
TUBO ROLADO AL ESPEJO
TUBO SOLDADO AL ESPEJO
UNION TUBO-ESPEJOS DOBLES
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CORTES DE MAMPARAS
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PATRON DE FLUJO VERTICAL
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FLUJO POR TUBOS
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PATRONES DE FLUJO EN MAMPARAS SEGMENTADAS
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CODIGOS Y ESTANDARES DE DISEÑO
• PARA LA FABRICACION DE EQUIPO ES NECESARIO CONTAR CON UNA SERIE DE REQUISITOS ESPECIFICOS ADICIONALES A LOS CODIGOS Y ESTANDARES. ESTOS REQUISITOS ESPECIFICOS MODIFICAN O ADICIONAN PARRAFOS A LOS CONTENIDOS EN LOS CODIGOS Y ESTANDARES. TANTO LOS CÒDIGOS, NORMAS, ESTANDARES Y REQUISITOS ESPEDIFICOS TIENEN GRAN IMPORTANCIA POR DOS RAZONES:
• DEFINEN EN BUENA PARTE LAS CARACTERISTICAS DEL EQUIPO DISEÑADO.
• EN CASO DE PRESENTARSE ALGUN PROBELMA DE TIPO LEGAL ENTRE LA EMPRESA RESPONSABLE DE LA OPERACIÓN DE LA PLANTA Y EL FABRICANTE DE EQUIPO, O INCLUSO LA FIRMA DE INGENIERIA QUE REALIZO EL PROYECTO, SON UN BUEN PUNTO DE REFERENCIA PARA DELIMITAR RESPONSABILIDADES.