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El funcionamiento del intercambiador de calor suele estar determinado por la temperatura máxima del medio, o bien por el rango entre las temperaturas de entrada y salida. También puede ser el promedio logarítmico o el promedio aritmético. ¿Cuál debería ser el valor o el rango a utilizar?
La temperatura de diseño para los tubos (o la carcasa) del intercambiador de calor de tipo tubo-carcasa es igual a la temperatura de diseño del cuerpo del tubo (o de la carcasa). Este parámetro es clave para determinar los materiales adecuados y las tensiones admisibles en los tubos (o en la carcasa). Diferencia de esta temperatura con la temperatura promedio en los tubos (o en la carcasa) del intercambiador de calor: esta última se refiere al valor promedio a lo largo de la longitud de los tubos de transferencia de calor y del metal de la carcasa, durante el proceso de transferencia de calor. Este valor depende de la velocidad de flujo de los fluidos a ambos lados de los tubos, así como de sus propiedades físicas. Se utiliza para calcular la diferencia de expansión térmica entre los tubos de transferencia de calor y el metal de la carcasa.
Es común buscar valores extremos; rara vez se utilizan valores dentro del rango entre la entrada y la salida. Esto se debe a que la temperatura del material afecta directamente la determinación de parámetros como la tensión admisible del mismo, lo cual a su vez está relacionado con la corrección en el diseño del equipo
Por lo general, utilizamos el promedio aritmético para la zona de las carcasas, y el promedio logarítmico para la zona de los tubos; fórmulas empíricas
Los tubos de intercambio de calor, que están sometidos a las temperaturas tanto del lado del fluido como del lado del casco, deben tener su temperatura de diseño determinada en función de la temperatura del metal. Dicha temperatura se debe calcular mediante cálculos de transferencia de calor (se puede consultar el Apéndice B de GB/T151-2014 para conocer el coeficiente de transferencia de calor α). También es posible determinarla a partir de intercambiadores de calor similares que ya estén en uso, o bien basándose en experiencias de diseño ya probadas;
La temperatura de operación del intercambiador de calor indicada en el diagrama debe ser la temperatura de entrada y salida; para aquellos casos en que es necesario calcular la temperatura del metal en las paredes internas y externas del tubo, esta temperatura sirve como base para los cálculos.