Un nuevo tipo de deflector para intercambiadores de calor de concha y tubo

El intercambiador de calor es una pieza clave de equipo en muchas industrias como la generación de energía, el procesamiento de alimentos y la refinación de petróleo.el intercambiador de calor de cáscara y tubo es el tipo más comúnmente utilizadoLos intercambiadores de calor en forma de concha y tubo tienen varios tipos de deflectores, entre los cuales el deflector segmentado único es ampliamente adoptado debido a su bajo costo de fabricación.alta tasa de transferencia de calorSin embargo, el deflector segmental simple suele sufrir una alta caída de presión y vibraciones severas debido a la presencia de zonas muertas,que conduce a una reducción de la eficiencia de transferencia de calor, especialmente en aplicaciones de refrigeración que requieren alta presión.

Para mejorar la eficiencia de los intercambiadores de calor de cáscara y tubo, se han propuesto varios métodos,Muchos de los cuales implican el uso de deflectores helicoidales longitudinales para reducir el estancamiento del flujo causado por los deflectores.

El uso de deflectores helicoidales es una de esas alternativas y el método más comúnmente utilizado, ya que los deflectores helicoidales pueden generar una mayor turbulencia de flujo,reduciendo así la caída de presión y aumentando las tasas de transferencia de calorLos estudios posteriores han demostrado que un ángulo helicoidal de 40° produce el rendimiento térmico-hidráulico óptimo.el coste de fabricación de dichos diseños de deflectores es significativamente superior al de los deflectores tradicionales de un solo segmento, lo que supone un gran desafío para la adopción en muchas industrias.

El siguiente diagrama ilustra tres tipos diferentes de deflectores:

a) Dispersión segmental única

b) Deflector helicoidal

c) Deflector inclinado alternado

El par de deflectores en el diseño de deflector inclinado alternativo se muestra a continuación:

En condiciones idóneas de límite hidráulico, se evaluó el rendimiento de la nueva estructura y se comparó con los intercambiadores de calor segmentales y helicoidales.

Los resultados indican que la estructura de deflector inclinada alternada es un método eficaz para mejorar la eficiencia del intercambiador de calor.ya que conserva las ventajas de los diseños de deflectores helicoidales al tiempo que reduce significativamente la complejidad del diseño y la fabricaciónAunque actualmente se limita a la evaluación teórica, el nuevo diseño de deflector demuestra una buena compatibilidad y escalabilidad debido a su similitud parcial con el deflector segmental único.Optimización adicional de la geometría, las consideraciones prácticas para la estabilidad estructural y el mantenimiento de la estructura de deflector inclinado alternativo serán áreas clave para futuras investigaciones.