Intercambiadores de tubo y coraza diseño

INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CORAZA

INTERCAMBIADORES TUBO Y CORAZA

INTERCAMBIADORES TUBO Y CORAZA



Uno de los equipos más comunes en cualquier tipo de plantas

INTERCAMBIADORES TUBO Y CORAZA 

Clasificación de acuerdo al uso 

Intercambiador de calor 



Calentador 



Una corriente de proceso con una corriente de servicio como agua de enfriamiento

Condensador 



Una corriente de proceso con una corriente de servicio ser vicio como vapor

Enfriador 



Ambos lados son corrientes de proceso de una sola fase

Un vapor condensándose y otra corriente enfríandose

Rehervidor 

Corriente de fondos de columna de destilación y una corriente de proceso o de servicio.

COMPONENTES Tubos. Tamaños estandarizados BWG  Cabezales.  Tubesheet o espejos.  Corazas. Diferentes tipos  Bafles. segmentados, helicoidales, cilindricos, malla  Tie Rods  Sealing Strips – necesarios para evitar los bypass  Nozzles, boquillas 

PASOS MÚLTIPLES EN TUBOS

 Número de pasos: 2 Gran número de pasos (e.g. 16)

CABEZALES CON MÚLTIPLES PASOS

(Courtesy & Copyright Yuba Inc.)

TUBESHEET O ESPEJO DE TUBO

Tubes

Shell Tube-sheet

Tubos rolados o Rolados y soldados

DOBLE ESPEJO

Tubes

Drain Tube-sheet

Shell

ARREGLO DE TUBOS

In-line

Triangular 

ESPECIFICACIONES TEMA

ESPECIFICACIONES TEMA

CORAZA E

Velocity = u Rows Crossed = N Pressure Drop = P

CORAZA F

Velocity = 2u Rows Crossed = N Pressure Drop = 4P

CORAZA J

Velocity = u/2 Rows Crossed = N/2 Pressure Drop = P/8

CORAZA G

Velocity = u Rows Crossed = N/2 Pressure Drop = P/2

TIPOS COMUNES DE CABEZA 

M fixed tubesheet (may need expansion bellows, cannot be opened, triangular layout used)



U U tube bundle



S Split-ring ‘floating head’



T Pull through ‘floating head’

BAFLES Propósito de Bafles 

Incremento de velocidad o turbulencia



Soporte de los tubos



Incremento en la rigidez del haz de tubos

TIPOS DE BAFLES 

Segmentados



Doble segmentados



Discos y donas



Helicoidales



Barra



Haces de tubos torcidos



Mallas

BAFLES SEGMENTADOS

BAFLES SEGMENTADOS

Cut

Window

Range of Cut 15  –  45% Do not use greater  than 30%

Cut: Horizontal plane for single phase exchangers Vertical plane for condensers

BAFLES DOBLE SEGMENTADOS

Lower Pressure Drop Than Single Segmental

DISCO Y DONA

BAFLES HELICOIDALES

BAFLES HELICOIDALES

CÁLCULO DE LOS INTERCAMBIADORES DE TUBO  Y CORAZA 

Coraza -Efectos en coeficiente de transferencia de calor 

Espaciado de bafles



Espaciado de tubos



Tamaño de tubos



Características del flujo



Corte de bafles

CÁLCULO DE LOS INTERCAMBIADORES DE TUBO  Y CORAZA 

El área de flujo varía a través del diámetro



Las correlaciones hechas para tubos no son aplicables a el flujo en la coraza

CÁLCULO DE LOS INTERCAMBIADORES DE TUBO  Y CORAZA 

Los diseños de intercambiadores de calor están limitados por restricciones en la caída de presión permisible en las dos corrientes.



Mucho más complejo el diseño que en el caso de los intercambiadores de doble tubo

DISEÑO PRELIMINAR DE INTERCAMBIADOR DE CALOR

FIGURA DE FACTOR DE CORRECCIÓN DE TEMPERATURA INTERCAMBIADOR 1-2

DISEÑO PRELIMINAR DE INTERCAMBIADOR DE CALOR

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE 

Ecuaciones Lado tubos de Seider-Tate o Hausen

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE 

El número de Reynolds se calcula utilizando el flujo másico por tubo

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE 

Ecuaciones lado Coraza

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE Cálculo hidráulico Lado tubos

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE Cálculo hidráulico Lado tubos

Laminar

Turbulento

MÉTODO SIMPLIFICADO DE DELAWARE Cálculo hidráulico Lado coraza



Factor de fricción