La corrugación mejora la eficiencia en intercambiadores de calor tubulares

Existen muchos tipos de intercambiadores de calor tubulares en el mercado, como el espacio anular, el tubo doble y el multitubo, así como aquellos con diferentes geometrías, incluido el uso de aletas internas, dimples y corrugaciones. Hemos escrito varios artículos explicando por qué los tubos corrugados son nuestra opción de diseño preferida, pero vale la pena reiterarlos.

Entre las ventajas de los tubos corrugados se incluyen:

• Mayor eficiencia:
  En un tubo liso, los fluidos generalmente siguen un camino suave, en el que las partículas no interfieren entre sí. Esto se conoce como flujo laminar. Sin embargo, en el caso de los tubos corrugados, este flujo suave se interrumpe y se forman pequeños remolinos y se crean turbulencias (flujo turbulento), lo que hace que los intercambiadores de calor sean más eficientes y evita que los productos dejen de estar suspendidos.
• Mayor tiempo de funcionamiento:
  La prevención de la formación de una capa límite en el tubo reduce el tiempo de inactividad necesario para eliminar las incrustaciones. Por lo tanto, los tiempos de ejecución operativos son mucho más largos, aumentando la eficiencia general del proceso.
• Menos tamaño:
  Debido a que un tubo corrugado tiene una mayor tasa de transferencia térmica, el intercambiador de calor puede hacerse más pequeño. Dependiendo de la aplicación, un intercambiador de calor de tubo corrugado puede tener hasta la mitad del tamaño de su equivalente de tubo liso.
• Mantenimiento y limpieza más fáciles:
  Para ciertos productos viscosos, los tubos corrugados proporcionan suficiente turbulencia para evitar la necesidad de agitación mecánica. Sin partes móviles, un tubo corrugado es mucho más fácil de limpiar y mantener que un intercambiador de calor de superficie rascada y también puede resultar más fiable; no obstante, hay aplicaciones donde un intercambiador de calor de superficie rascada es la opción preferida.

Tubos corrugados vs tubos tipo dimple

Los tubos tipo dimple, que presentan hendiduras o impresiones profundas a lo largo de la superficie del tubo, se utilizan como una solución mejorada para suavizar los intercambiadores de tubos, cuando se tratan productos viscosos. Habiendo ofrecido previamente tubos tipo dimple como una opción y analizado su rendimiento de transferencia térmica, HRS ha concluido que los tubos tipo dimple no ofrecen una mejora perceptible en la eficiencia térmica sobre los intercambiadores de calor de tubos lisos.

Los avances recientes en la tecnología de modelado muestran que una de las formas en que los tubos corrugados evitan la formación de capas de suciedad y mejoran la eficiencia térmica es mediante la creación de remolinos en la periferia del tubo. Esta agitación ayuda a prevenir la formación de una capa límite. Sin embargo, los tubos tipo dimple no crean estos remolinos.

Además, el diseño de un tubo corrugado proporciona un perfil consistente, que es esencial para reducir la caída de presión a lo largo del intercambiador, particularmente cuando se trata de productos muy viscosos o cuando se requieren grandes longitudes. Algunos diseños de tubos tipo dimple tienen el potencial de crear puntos de pellizco entre las hendiduras a lo largo del tubo, lo que aumenta la probabilidad de bloqueos y aumenta la caída de presión.

Los beneficios de los tubos corrugados son significativos. La mayor eficiencia de transferencia térmica que brindan los tubos corrugados, particularmente a velocidades de flujo más altas, significa que se requiere menos área de transferencia de calor, lo que nos permite diseñar equipos más pequeños y compactos, reduciendo el coste de fabricación, lo que genera menos inversión y mayor eficiencia para nuestros clientes.