Manual de Consulta Intecambiadores de Calor

Manual de Consulta

Intercambiadores de Calor

Los casos en que no conviene usar intercambiadores de placa en espiral son los siguientes. ¾ Cuando la diferencia de presión entre ambas corrientes es muy grande. Debido a que no se pueden construir con espesores de pared superiores a 1.3 cm (0.5 pulgadas), la diferencia de presión entre corrientes está limitada a unos 28.12 kg/cm 2 manométricos (400 psig). En las unidades de pequeño tamaño el espesor generalmente es menor aún, dependiendo del tamaño y del material usado en su construcción. ¾ Debido a que las chapas en espiral están soldadas, la temperatura operativa no puede exceder la máxima que puede tolerar la soldadura. Generalmente el costo crece mucho cuando se usan materiales y soldaduras resistentes a las temperaturas elevadas, digamos por caso 700°C. Pero por otro lado esto también es cierto en cualquier otro diseño. ¾ El costo por unidad suele ser algo mayor que el de un equipo de casco y tubos, capaz de la

misma capacidad, debido a la construcción más complicada. Por supuesto, el hecho de ser compacto hace que su peso por unidad de volumen sea muy superior para capacidades similares que los de casco y tubos. En consecuencia, el costo por unidad de volumen es mucho más elevado. ¾ No se pueden manejar fluidos que circulan con caudales muy altos. El límite suele ser de alrededor de 126 a 158 lph (2000 a 2500 gpm). Esta limitación por lo general no se presenta a menos que los caudales de ambas corrientes sean enormemente distintos, lo que de todas maneras es un problema muy difícil de resolver con cualquier tipo de intercambiador de calor. Disposiciones de las Corrientes En las distintas aplicaciones de los intercambiadores compactos de espiral, además de la disposición de flujos en espiral que se han visto en el apartado anterior, se pueden usar otras. La más común es en espiral, pero esta se usa principalmente para intercambio de calor sin cambio de fase. Pero con uno de los fluidos condensando esta disposición no es conveniente, ya que el condensado tiende a bajar por la atracción gravitatoria y se acumularía en el fondo del canal, inundando el equipo y disminuyendo la superficie efectiva de intercambio.

FIGURA 33 En estos casos se usa una combinación de flujo cruzado y flujo en espiral. El líquido refrigerante fluye en espiral, mientras que el vapor ingresa por la parte superior en flujo cruzado y a medida que se condensa cae hacia el fondo por donde sale. Esta disposición de las corrientes se puede observar en la figura adjunta. Esta combinación de flujo contracorriente-espiral tiene menor eficiencia térmica que el flujo en espiral y no es normal que se use a menos que haya fuertes razones que lo justifiquen. Una de esas causas es, como ya se ha dicho, el cambio de fase de una de las corrientes. En estos casos se usa una disposición de flujo combinado contracorriente-espiral en un diseño especialmente desarrollado para el cambio de fase, como se ve en la figura adjunta. Se puede ver que el vapor sigue un camino más corto, con menor pérdida de presión, porque no fluye en espiral sino que atraviesa el canal abierto de arriba a abajo, lo que permite operar al vacío. Además, el espacio inferior permite una separación nítida del condensado y los gases o vapores incondensables, que se pueden extraer por medio de un orificio adicional (no indicado en la figura) lateral lo que nos ahorra una etapa de separación.

23