La velocidad a la que puede ocurrir dicha transferencia de calor depende de tres factores:

la diferencia de temperatura entre los dos fluidos;

el coeficiente de transferencia de calor entre cada uno de los fluidos y la pared del tubo;

y el área de la superficie a la que está expuesto cada fluido.

En el caso de tubos desnudos (sin aletas), donde el área de la superficie exterior no es significativamente mayor que el área de la superficie interior, el fluido con el coeficiente de transferencia de calor más bajo determinará la tasa de transferencia de calor general. Cuando el coeficiente de transferencia de calor del fluido dentro del tubo es varias veces mayor que el del fluido fuera del tubo (por ejemplo, vapor en el interior y aceite en el exterior), la tasa general de transferencia de calor se puede mejorar enormemente aumentando la superficie exterior del tubo. En términos matemáticos, el producto del coeficiente de transferencia de calor para el fluido exterior multiplicado por el área de la superficie exterior se hace para que coincida más estrechamente con el producto del coeficiente de transferencia de calor del fluido interior multiplicado por el área de la superficie interior.

 

Así que todo el concepto de los tubos con aletas es aumentar el área de la superficie exterior del tubo. Como ejemplo, una configuración de tubo con aletas de 2 ”(nominal, 2.375” real) con una aleta sólida helicoidal soldada de ¾ ”de alto de espesor calibre 12 con 6 aletas por pulgada tiene un área de superficie exterior de 8.23 ​​pies cuadrados por línea. pie; mientras que la misma tubería desnuda tiene un área de superficie exterior de solo .62 pies cuadrados por pie lineal. Eso es un aumento de 13 veces en la superficie exterior. Consulte la Información de diseño para obtener tablas extensas de áreas de superficie y pesos de aletas.

 

Al aumentar el área de la superficie exterior del tubo, se incrementa la tasa total de transferencia de calor, reduciendo así el número total de tubos necesarios para una aplicación determinada. Esto reduce el tamaño total del equipo y el costo del proyecto. En muchos casos, un tubo con aletas reemplaza seis o más tubos desnudos a menos de 1/3 del costo y ¼ del volumen.

 

Un intercambiador de calor de tubo con aletas es un tipo de intercambiador de calor diseñado con la intención de utilizar placas y cámaras con aletas para transferir calor entre fluidos. Se clasifica repetidamente como un intercambiador de calor compacto para enfatizar su relación de superficie de transferencia de calor a volumen relativamente alta.

 

 

Alta eficiencia de transferencia de calor, especialmente en el tratamiento de gases.

Área de transferencia de calor más grande

Aproximadamente 5 veces más liviano que el intercambiador de calor de carcasa y tubos.

Capaz de soportar alta presión

 

Las aletas pueden tener una variedad de formas. Por ejemplo, pueden ser aletas de clavija que sobresalen de una superficie (como se acaba de describir) o aletas anulares alrededor de un tubo que se utilizan para mejorar el flujo de calor hacia adentro o hacia afuera del fluido que fluye a través del tubo. La siguiente figura ilustra dicha aleta.

 

Si las aletas están unidas a una pared con una junta metalúrgica o adhesiva, puede existir una resistencia de contacto térmico significativa en la interfaz. Esto puede explicarse por un factor de corrección de aleta, que se analiza en una sección posterior sobre el coeficiente de transferencia de calor general.

 

A continuación, analizaremos el intercambiador de calor de flujo paralelo para el flujo de estado estable. El flujo en estado estacionario es una suposición válida para condiciones y temperaturas de funcionamiento estables.