Calentador tubular de acero inoxidable con estructura simple

Un intercambiador de calor tubular consta de componentes como la carcasa, el haz de tubos, la placa tubular, la placa deflectora y la caja tubular. La carcasa es mayoritariamente cilíndrica, con un haz de tubos instalado en su interior, cuyos extremos están fijados a la placa tubular. Existen dos tipos de fluidos para el intercambio de calor: frío y caliente. Uno fluye dentro del tubo y se denomina fluido del lado del tubo; otro fluye fuera del tubo y se denomina fluido del lado de la carcasa. Para mejorar el coeficiente de transferencia de calor del fluido fuera de la tubería, se suelen instalar varios deflectores dentro de la carcasa. Los deflectores pueden aumentar la velocidad del fluido en el lado de la carcasa, forzándolo a atravesar el haz de tubos varias veces según la trayectoria especificada y aumentando el grado de turbulencia del fluido. Los tubos de intercambio de calor pueden disponerse en triángulos equiláteros o cuadrados sobre la placa tubular. La disposición en triángulos equiláteros es relativamente compacta, con un alto grado de turbulencia en el fluido fuera de la tubería y un alto coeficiente de transferencia de calor. Una disposición cuadrada hace que la limpieza fuera de la tubería sea cómoda y adecuada para fluidos propensos a formar incrustaciones.

Los principales parámetros de control de los intercambiadores de calor tubulares son el área de calentamiento, el caudal de agua caliente, la capacidad de intercambio de calor y los parámetros del medio térmico.

Cada vez que un fluido pasa a través de un haz de tubos, se denomina paso de tubo; cada paso a través de la carcasa se denomina paso de carcasa. El diagrama muestra el intercambiador de calor de carcasa y tubo único más simple, abreviado como intercambiador de calor Tipo 1-1. Para mejorar la velocidad del fluido dentro de la tubería, se pueden instalar deflectores dentro de los dos extremos de la caja de la tubería para dividir todas las tuberías en varios grupos. De esta manera, el fluido solo pasa a través de una porción del tubo cada vez, por lo que viaja de ida y vuelta varias veces dentro del haz de tubos, lo que se denomina paso multitubo. De manera similar, para aumentar la velocidad del flujo fuera de la tubería, también se pueden instalar deflectores longitudinales dentro de la carcasa para forzar que el fluido pase a través del espacio de la carcasa varias veces, conocido como pasos multicarcasa. Los procesos multitubo y multicarcasa se pueden utilizar en conjunto.