Estructura del núcleo de los intercambiadores de calor de cáscara y tubo

El intercambiador de calor de carcasa y tubos es un dispositivo de transferencia de calor industrial ampliamente utilizado. Su estructura principal se compone principalmente de los siguientes cinco componentes clave:

1. Carcasa

   Sirve como el recipiente de presión exterior, diseñado para soportar la presión interna

   Proporciona un pasaje de flujo para el fluido del lado de la carcasa

   Típicamente hecho de acero al carbono de alta resistencia o acero inoxidable para garantizar la seguridad en condiciones de alta temperatura y alta presión

2. Haz de tubos

   Compuesto por cientos de tubos de intercambio de calor dispuestos en paralelo (los diámetros de tubos comunes oscilan entre 19 y 25 mm, con longitudes de hasta 6 metros)

   Actúa como el medio principal para la transferencia de calor y constituye el sitio principal del intercambio térmico

   Los patrones de disposición de los tubos comúnmente incluyen arreglos triangulares, cuadrados o concéntricos, que influyen directamente en el área de transferencia de calor y las características del flujo de fluido

3. Placas tubulares

   Montadas en ambos extremos de la carcasa para soportar y sellar el haz de tubos

   Separan los fluidos del lado del tubo y del lado de la carcasa para evitar la mezcla

   Aseguran la integridad estructural y el sellado entre el haz de tubos y la carcasa

4. Cabezales (Cubiertas de extremo / Cubiertas de canal)

   Ubicados en ambos extremos de la carcasa, proporcionando la función de sellado

   Crean espacios independientes para los fluidos del lado del tubo y del lado de la carcasa

   Responsables de distribuir y controlar la entrada y salida del fluido del lado del tubo

   Facilitan el montaje, desmontaje, limpieza y mantenimiento del equipo

5. Deflectores (Placas deflectoras)

   Instalados perpendicularmente al haz de tubos, típicamente en diseños segmentados (por ejemplo, de un solo segmento) o circulares

   Guían el fluido del lado de la carcasa para que cambie de dirección varias veces, creando patrones de flujo en espiral o en forma de Z

   Mejoran la turbulencia en 3 a 5 veces, mejorando los coeficientes de transferencia de calor en 2 a 3 veces

   Simultáneamente proporcionan soporte mecánico al haz de tubos, evitando la vibración y la flexión

Estos componentes principales trabajan juntos para permitir que los fluidos calientes y fríos fluyan a través de los canales del lado del tubo y del lado de la carcasa, respectivamente, lo que permite una transferencia de calor eficiente a través de las paredes de los tubos. Dependiendo de los requisitos específicos del proceso, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se pueden configurar en varios tipos estructurales, como diseños de placa tubular fija, de cabezal flotante o de tubo en U, para adaptarse a diferentes condiciones de funcionamiento.