Conceptos básicos del intercambiador de calor: Un intercambio más eficiente
Cómo funciona un intercambiador de calor
En su nivel más básico, Un intercambiador de calor funciona permitiendo que el calor de un fluido. (un liquido o un gas) pasar a un segundo fluido sin que los dos fluidos entren en contacto directo. Los dos fluidos fluyen uno sobre el otro., separados por una partición sólida para evitar que se mezclen.
Esta partición, o superficie de transferencia de calor, A menudo está compuesto de metal que conduce bien el calor., como cobre o aluminio. La transferencia de calor se produce porque el calor fluye naturalmente desde un área de mayor temperatura a un área de menor temperatura..
Tipos de intercambiadores de calor
Hay muchos tipos de intercambiadores de calor., pero tres tipos comunes son:
- Intercambiadores de calor de carcasa y tubos: Como sugiere su nombre, Estos constan de una serie de tubos.. Un juego de estos tubos contiene el fluido que debe calentarse o enfriarse.. El segundo fluido corre sobre los tubos que se están calentando o enfriando., provocando así el intercambio de calor entre los dos fluidos.
- Intercambiadores de calor de placas: Estos están compuestos por múltiples, delgado, Placas ligeramente separadas que tienen superficies muy grandes y conductos de flujo de fluido para la transferencia de calor.. Esta disposición de platos apilados puede ser más efectiva, en un espacio dado, que los intercambiadores de calor de carcasa y tubos.
- Intercambiadores de calor enfriados por aire: También conocido como intercambiador de calor de serpentín de aletas., este tipo utiliza aire para enfriar un fluido que fluye dentro de una bobina, o viceversa. Esto se encuentra a menudo en unidades de aire acondicionado..
Eficiencia en intercambiadores de calor
La eficiencia de un intercambiador de calor está determinada por algunos factores.:
- Área de transferencia de calor: Cuanto mayor sea el área de transferencia de calor, cuanto más eficiente sea el intercambiador de calor. Por eso los intercambiadores de calor de placas, con su gran superficie, puede ser más eficiente que otros tipos.
- Diferencia de temperatura: Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre los dos fluidos, cuanto más eficiente sea la transferencia de calor.
- Coeficiente de transferencia de calor: Esto mide la conductividad térmica de los materiales del intercambiador de calor.. Cuanto mayor sea el coeficiente, cuanto más eficiente sea el intercambiador de calor.
- Configuración de flujo: La forma en que los fluidos fluyen a través del intercambiador de calor también puede afectar la eficiencia.. Por ejemplo, intercambiadores de calor a contracorriente (donde los dos fluidos fluyen en direcciones opuestas) Generalmente son más eficientes que los diseños de flujo paralelo..
En conclusión, Los intercambiadores de calor son componentes cruciales en una amplia gama de aplicaciones.. Comprender sus principios básicos y los factores que influyen en su eficiencia puede ayudar a optimizar su uso y mejorar la gestión energética..
Tubos de acero de uso común para intercambiadores de calor: Los grados, Actuación, Parámetros, y rango de presión
Los intercambiadores de calor son fundamentales en muchas industrias., y la elección del material de las tuberías utilizadas es vital para su eficiencia y durabilidad.. Acero, conocido por sus excelentes propiedades de transferencia de calor y resistencia mecánica, suele ser el material elegido. A continuación se muestran algunos grados de acero comúnmente utilizados para intercambiadores de calor., junto con su desempeño, parámetros, y rango de presión:
1. Tubos de acero al carbono
Calificación: ASTM A179
ASTM A179 Es un grado de acero al carbono de uso frecuente en intercambiadores de calor.. Conocido por sus impresionantes propiedades de transferencia de calor y resistencia a la oxidación y corrosión a altas temperaturas..
Actuación
- Buenas propiedades de transferencia de calor.
- Alta resistencia a la oxidación y corrosión a altas temperaturas.
- Asequible y fácilmente disponible
Parámetros
- Rango de temperatura: -20 a 1200 °F
- Rango de presión: Hasta 20 MPa
2. Tubos de acero de baja aleación
Calificación: ASTM A213 T11, T22
ASTM A213 T11 y T22 son grados de acero de baja aleación que se utilizan a menudo en intercambiadores de calor porque proporcionan una mayor resistencia a altas temperaturas y presiones en comparación con el acero al carbono..
Actuación
- Excelente resistencia a la oxidación a alta temperatura.
- Buena resistencia a la fluencia
- Resistencia mejorada a altas temperaturas.
Parámetros
- Rango de temperatura: Hasta 1200 °F
- Rango de presión: Hasta 20 MPa
3. Tubos de acero inoxidable
Los grados: ASTM A213 TP304, TP316
Los grados de acero inoxidable TP304 y TP316 se utilizan ampliamente en intercambiadores de calor debido a su resistencia superior a la corrosión., especialmente en ambientes ácidos, y buenas propiedades de transferencia de calor.
Actuación
- Excelente resistencia a la corrosión
- Buenas propiedades de transferencia de calor.
- Adecuado para una amplia gama de aplicaciones
Parámetros
- Rango de temperatura: -320 a 1650 °F (TP304), -325 a 1700 °F (TP316)
- Rango de presión: Hasta 20 MPa
Estos son sólo algunos ejemplos de los grados de acero comúnmente utilizados para intercambiadores de calor.. La elección del grado dependerá de los requisitos específicos de la aplicación., incluyendo temperatura y presión de funcionamiento, condiciones corrosivas, y esperanza de vida deseada. Para propiedades y parámetros detallados, Consulte siempre la norma ASTM pertinente o las especificaciones del fabricante..
DE 17175 está diseñado para fines de temperatura elevada, ABTER STEEL suministra los siguientes grados de acero: St35.8, St45.8, 15Mo3, 13CrMo44, 10CrMo910. DE 17175 Los tubos de acero sin costura se utilizan ampliamente en aparatos de intercambio de calor..
ASTM A179 cubre el espesor mínimo de pared, tubos de acero sin costura estirados en frío para intercambiadores de calor tubulares, condensadores, y aparatos similares de transferencia de calor. Es un tipo de tubos con bajo contenido de carbono que se fabricarán mediante un proceso sin costuras y se estirarán en frío..
EN10216-2 es una especificación hecha para tubos de acero sin costura para propósitos específicos de temperatura elevada como tubo de caldera., plantas de energía, etc., Tiene los siguientes grados de acero.: P195GH, P235GH, P265GH, 16Mo3, 14MoV6-3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, con acero aleado y sin alear incluido.
El ES 10217-1 La norma es la norma europea para tuberías de presión soldadas., Regula los requisitos técnicos para tubos de acero al carbono.. Esta norma es adecuada para soldar tubos de acero al carbono que tienen propiedades de temperatura ambiente y presiones nominales especificadas.. Los requisitos esenciales de esta norma son el límite elástico mínimo y la resistencia a la tracción., alargamiento, soldabilidad, Valores de impacto, prueba no destructiva, etc.. Esta norma se utiliza ampliamente en la construcción de recipientes a presión y sistemas de tuberías en las industrias de petróleo y gas., petroquímico, y industrias energéticas.
Los tubos de acero ASTM A179, ASME SA179 cubren un espesor mínimo de pared, tubos de acero con bajo contenido de carbono estirados en frío sin costura para intercambiadores de calor tubulares, condensadores, y aparatos similares de transferencia de calor.
Según especificaciones ASTM, Esta especificación particular se refiere a tubos de acero ferrítico y austenítico sin costura para uso en calderas., sobrecalentadores, e intercambiadores de calor. Los grados específicos cubiertos por esta especificación incluyen T5, TP304, y otros listados en Tablas 1 y 2. El tamaño de la tubería varía desde un diámetro interno de 1/8 pulgadas hasta un diámetro exterior de 5 pulgadas, con espesores que van desde 0.015 a 0.500 pulgadas (0.4 mm a 12.7 milímetros). Si se requieren otros tamaños, Se pueden especificar como parte del pedido., junto con espesores mínimos y medios.
