Calentador tubular de acero inoxidable con estructura simple.

El intercambiador de calor tubular consta de componentes como una carcasa, un haz de tubos de transferencia de calor, una placa tubular, una placa deflectora (deflector) y una caja de tubos. La carcasa suele ser cilíndrica, con un haz de tubos instalado en su interior, cuyos dos 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; el 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 del tubo, 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 pasar por el haz de tubos varias veces según la trayectoria especificada, y mejorando el grado de turbulencia del fluido. Los tubos de intercambio de calor pueden disponerse en triángulos equiláteros o cuadrados en la placa tubular. La disposición en triángulo equilátero es relativamente compacta, con un alto grado de turbulencia en el fluido fuera del tubo y un gran coeficiente de transferencia de calor; Su disposición cuadrada facilita la limpieza exterior de la tubería y resulta adecuada para fluidos propensos a la formación de 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 fluido caloportador.

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 simple, abreviado como intercambiador de calor tipo 1-1. Para mejorar la velocidad del fluido dentro de la tubería, se pueden instalar deflectores en los extremos de la caja de tuberías para dividirlas en varios grupos. De esta forma, el fluido solo pasa por una parte del tubo cada vez, por lo que recorre el haz de tubos varias veces, lo que se denomina paso de múltiples tubos. Del mismo modo, para aumentar la velocidad del flujo fuera de la tubería, también se pueden instalar deflectores longitudinales dentro de la carcasa para forzar al fluido a pasar varias veces por ella, lo que se conoce como pasos de múltiples carcasas. Los procesos de múltiples tubos y múltiples carcasas se pueden utilizar conjuntamente.