Calculadora de intercambiadores de carcasa y tubos

Shell & Tube necesita su complemento activo independiente. No está incluido automáticamente en Professional, Enterprise ni Manufacturer. El complemento habilita la calculadora; el plan principal controla por separado guardado, informes, visualización y fabricación. Un plan superior no mejora el motor de cálculo.

Professional añade guardado, informes de rendimiento y vista general sencilla. Enterprise añade 3D general, BOM y espacio mecánico. Los planos constructivos detallados y CAD de fabricación requieren Manufacturer además del acceso al módulo. REST corresponde a Enterprise y Manufacturer; MCP a Manufacturer, pero las herramientas MCP actuales no calculan Shell & Tube.

1. Elija Rating o Sizing y el modo de operación. Complete Geometry, Fluids, Baffles, Nozzles y Advanced.
2. Calcule y examine Results y todas las advertencias. Revise Mechanical y BOM según su plan, después los planos y el 3D.
3. Recalcule tras cambios relevantes. Solo un resultado que corresponda al diseño actual puede alimentar planos y exportaciones. Revise el informe antes de guardar o descargar.

• Índice de documentación

Seleccione refrigerante de la lista real, T_sat y los campos Superheat/Subcooling visibles. T_sat es temperatura absoluta; sobrecalentamiento y subenfriamiento son diferencias. DX también requiere Circuits: entero positivo no mayor que el número real de tubos y cantidad de tubos divisible por circuitos. El modelo de recorridos iguales no diseña el trazado mecánico.

Para cada corriente introduzca tipo/subtipo, T_in, Mass Flow y, si resulta útil, T_out (optional). Las familias manuales incluyen agua, glicol/agua, agua de mar, aceites térmicos, hidrocarburos, aminas y salmuera; glicol admite 0–60%. Líquido–líquido tiene corrientes independientes. No suponga que la salida o carga solicitada impone capacidad: Rating líquido–líquido y condensador calcula salidas con geometría, caudales y entradas.

Fluid (CoolProp) puede mostrar propiedades. Selecciones no manuales habilitan Rating incremental líquido–líquido; la interfaz actual utiliza 15 zonas. Sizing y modos de refrigerante usan el solver estándar, no esa ruta incremental. Las propiedades estándar de proceso son correlaciones locales y la saturación del refrigerante usa tablas locales interpoladas; el selector no demuestra un servicio de propiedades en todos los modos.

Seleccione el paquete global en Configuración de empresa: SI Engineering, US HVAC/IP o Refrigeration. Las entradas físicas con unidad permiten selección local y conversión interna; lea siempre la unidad. Son habituales mm/m/in, °C/°F/K, kg/s o kg/h, kW/TR/Btu/h, kPa/bar/psi, ensuciamiento m²·K/W y rugosidad μm. Las opciones dependen del campo; OD y BWG siguen siendo selecciones de catálogo.

Geometry define Shell ID, Shell Type, Front Header, Rear Header y material de carcasa; Tube OD, BWG, Tube Length, Tube Pitch, disposición, pasos y material de tubos. La interfaz ofrece OD 15,875; 19,05; 25,4; 31,75 y 38,1 mm con BWG compatibles, que determinan pared y diámetro interior. Pasos: 1, 2, 4, 6 u 8; disposiciones triangular 30°, triangular girada 60°, cuadrada 90° y cuadrada girada 45°. Fijar cantidad de tubos no garantiza que quepan.

Baffles controla tipo, corte porcentual, separación, espesor y pares de bandas de sellado. Nozzles define los cuatro diámetros de entrada/salida. Pitch es distancia entre centros, no holgura. Revise la advertencia de pitch/OD inferior a 1,25, sin interpretarla como aprobación. Advanced incluye R_f de ambos lados, C_shell, C_tube, C_fouling y Surface Roughness Rp. Justifique ensuciamiento y calibración mediante evidencia, no solo para alcanzar un objetivo.

Rating evalúa la geometría especificada. Sizing exige Target Heat Duty positivo y finito y busca entre diámetros y longitudes estándar implementados. Defina v_tube min/max, ΔP shell/tube max, límites de longitud/diámetro y sobredimensionamiento admisible. Son restricciones obligatorias: no se acepta una geometría alternativa silenciosa.

La búsqueda recalcula tubos por disposición, acota separación de deflectores para cada carcasa y elige la menor área real entre candidatos viables; menor sobrecapacidad desempata áreas iguales. No optimiza globalmente OD, material, pasos, todos los deflectores ni coste fabril. Diámetro, longitud, tubos y separación seleccionados vuelven al formulario para la geometría posterior.

1. Defina condiciones físicas coherentes y objetivo; compruebe unidades y pares mínimo/máximo.
2. Calcule. Si aparece Sizing infeasible, lea candidatos/rechazos y revise capacidad, velocidad, pérdidas, sobredimensionamiento y dimensiones por separado.
3. Si obtiene candidato, revise advertencias y dimensiones. Para afinar, cambie a Rating y recalcule; el cambio invalida el resultado anterior.

Factores Bell-Delaware: J_C, ventana/corte; J_L, fugas; J_B, bypass del haz; J_S, separaciones extremas desiguales; J_R, corrección de Reynolds bajo. Pertenecen al cálculo monofásico aplicable de carcasa. En inundado y condensador pueden ser marcadores neutros, no solución bifásica Bell-Delaware completa.

Los perfiles incrementales líquido–líquido equivalen a contracorriente corregida, no trayectorias individuales de pasos. Zonas/carga de refrigerante en evaporadores son estimaciones, no circuito completo equilibrado ni inventario medido. ΔP DX usa Lockhart–Martinelli solo por fricción a calidad media, sin curvas, boquillas, distribuidor ni aceleración; ΔP inundado es simplificado. Convergencia o balance numérico cerrado no demuestra exactitud física.

En Advanced introduzca P_design Shell/Tube, T_design Shell/Tube, Corrosion Allow., Joint Eff. (E) y Head Type. Hay cabezales plano, elipsoidal, torisférico y hemisférico. Presión de saturación operativa no sustituye una base independiente de presión de diseño; revise las sugerencias.

Tras el cálculo térmico se ejecutan comprobaciones preliminares ASME VIII y vibración para el resultado actual. Mechanical requiere Enterprise o Manufacturer. Lea espesores requeridos/seleccionados, MAWP, clase de brida, estado por componente y vibración junto con sus hipótesis. Espesores de carcasa/placas tubulares también afectan longitud efectiva, peso y CAD; un valor heredado no equivale a selección verificada.

Al habilitar H₂S Sour Service, introduzca H₂S Partial Pressure y cloruros en las unidades mostradas para evaluación NACE MR0175. COMPLIANT solo indica ese filtro preliminar. Confirme material, especificación, tensiones admisibles, ambiente y condición de fabricación. Vibración usa hipótesis simplificadas de apoyo/material, no un diseño dinámico cualificado.

Fuera de Manufacturer, el 2D es una silueta externa simple sin internos ni exportaciones de planos. El 3D general Enterprise no autoriza detalle fabril. Manufacturer habilita secciones GA detalladas y SVG/PNG/DXF, 3D detallado y STEP/STL. El modelo compartido proporciona posiciones de tubos, carriles de partición, taladros de placas/deflectores y boquillas; un Rating térmico correcto no garantiza construcción viable.

Inspeccione conjunto y controles de boquillas en 3D. Cambiar diámetro requiere recalcular; posición/orientación por sí solas pueden editarse sin recalcular ΔP térmico. La vista térmica es indicativa, no CFD. Exceso de tubos, U-tube con pasos impares, conflictos de separación/corte, taladros que cruzan bordes o interferencias de bridas pueden bloquear archivos. Para otros deflectores, CAD puede mostrar placas segmentales simples en las estaciones térmicas, no geometría doble segmental, disco/anillo o varillas real.

El panel Manufacturer lista placas tubulares, deflectores segmentales reales y bases simples de soportes del conjunto compartido. Elija pieza, revise dimensiones/taladros, indique materiales y exporte DXF vectorial nominal o SVG técnico en mm. Revisión y limitaciones acompañan la pieza. Material no especificado no es cualificación de material.

• CAD excluye bridas de cuerpo, juntas y pernos de canales/bonnets; separadores de tirantes, bandas de sellado y protección de impacto; ranuras de partición y uniones tubo–placa.
• Soportes y bases son indicativos, sin análisis Zick. No se incluye kerf, compensación, nesting, trayectorias, margen de conformado, preparación de soldadura ni instrucciones de unión.
• Compruebe unidades y dimensiones en CAD/CAM receptor. STEP/STL/DXF y PDF son entregables independientes, no un paquete fabril aprobado.

Professional y superiores exportan PDF de rendimiento y guardan proyectos/.excl. El informe principal incluye hoja estilo TEMA/API 660 con proceso, construcción, materiales, boquillas e información mecánica disponible; no es informe de código aprobado. Tools ofrece TEMA Specification Sheet para impresión. Antes de emitir, compruebe corrientes, propiedades, base y salidas: la hoja independiente puede contener valores por defecto o simplificados.

Full Report en Informe compone documentos existentes sin recalcular. Con acceso al módulo, Professional recibe rendimiento y dimensiones simples; Enterprise lo mismo y derecho opcional a coste, pero el contenido de coste S&T actual no está disponible y se indica. Manufacturer recibe rendimiento y el GA existente. No se inventan capítulos ausentes ni se incrustan STEP/DXF en el PDF.

La hoja dimensional simple usa diámetro conocido y longitud declarada de tubos sobre el cuerpo recto. Longitudes de cabezales desconocidas/excluidas: no son dimensiones totales exteriores. Las anotaciones GA técnico S&T Manufacturer siguen en inglés; se declara incluso con estructura de informe en otro idioma.

BOM Enterprise/Manufacturer muestra cantidades, materiales y pesos con base geométrica o estimada, pesos seco/inundado/del haz y exclusiones. No es cotización ni lista completa de compras. Guardar requiere proyecto seleccionado; .excl es la ruta portátil. Entradas, unidades y snapshots de materiales dan trazabilidad, pero recalcule resultados heredados sin fingerprint coincidente. Full Report no guarda automáticamente proyecto/historial.

Antes de liberar, compruebe identidad/rango de fluidos, unidades, origen de propiedades, carga/salidas, velocidades, límites de ΔP, ensuciamiento/calibración, hipótesis de placas/materiales, bloqueos y documentos. Siguen siendo necesarios casos independientes, revisión del ingeniero y comprobación del fabricante. Pruebas internas de paridad/regresión no son validación independiente de laboratorio.