Deflector (transferencia de calor)

Los deflectores son paletas o paneles que dirigen u obstruyen el flujo y que se utilizan para dirigir un flujo de líquido o gas. Se utilizan en algunas estufas domésticas ^[1] y en algunos recipientes de procesos industriales (tanques), como intercambiadores de calor de carcasa y tubo , reactores químicos y mezcladores estáticos .

Los deflectores son una parte integral del diseño del intercambiador de calor tubular. Un deflector está diseñado para soportar haces de tubos y dirigir el flujo de fluidos para lograr la máxima eficiencia. El diseño de los deflectores y las tolerancias para intercambiadores de calor se analizan en las normas de la Asociación de Fabricantes de Intercambiadores Tubulares (TEMA).

Las funciones principales de un deflector en un intercambiador de calor de carcasa y tubo son:

• Mantiene los tubos en posición (evitando que se comben), tanto en producción como en operación.
• Prevenir los efectos de la falta de vapor, que aumenta tanto con la velocidad del fluido como con la longitud del intercambiador.
• Flujo directo de fluido del lado de la carcasa a lo largo del campo de tubos. Esto aumenta la velocidad del fluido y el coeficiente de transferencia de calor efectivo del intercambiador.

En un mezclador estático, se utilizan deflectores para minimizar el componente tangencial de la velocidad que provoca la formación de vórtices y, por lo tanto, promueve la mezcla . ^[2]

En un reactor químico, a menudo se colocan deflectores en las paredes interiores para promover la mezcla ^[3] y así aumentar la transferencia de calor y posiblemente las velocidades de reacción química .

En estufas domésticas como Handölkassetten y estufas similares, se utiliza un deflector para evitar que el gas suba directamente por la chimenea y posiblemente provoque un incendio en la chimenea, y para dirigir el gas hacia el frente del horno antes de continuar hacia arriba por la chimenea. ^[4] En este caso, el deflector ayuda a aumentar la eficiencia de la estufa, ya que sale más calor del gas antes de que salga.

• Los deflectores impiden el flujo rotatorio sin afectar el flujo radial o longitudinal. El tanque está provisto de deflectores que evitan la formación de remolinos y vórtices. Excepto en tanques muy grandes, se colocan cuatro (4) deflectores.

La implementación de deflectores se decide en función del tamaño, el costo y su capacidad para brindar soporte a los haces de tubos y dirigir el flujo:

• Deflectores de flujo longitudinal (utilizados en una carcasa de dos pasos)
• Deflectores de impacto (se utilizan para proteger el paquete cuando la velocidad de entrada es alta)
• Deflectores de orificio
• Segmental único
• Doble segmental
• Deflectores de soporte/cierre
• Deflectores de desresonancia (desafinadores) utilizados para reducir la vibración del tubo (Anish Apw)

Como se mencionó, los deflectores se ocupan de la cuestión del soporte y la dirección del fluido en los intercambiadores de calor. De esta manera, es vital que estén espaciados correctamente en la instalación. El espaciado mínimo entre deflectores es el mayor de 50,8 mm o una quinta parte del diámetro de la carcasa interna. El espaciado máximo entre deflectores depende del material y el tamaño de los tubos. La Asociación de Fabricantes de Intercambiadores Tubulares ^[5] establece pautas. También hay segmentos con un diseño de "sin tubos en la ventana" que afecta el espaciado aceptable dentro del diseño. Una consideración de diseño importante es que no se formen zonas de recirculación ni puntos muertos, los cuales son contraproducentes para una transferencia de calor efectiva.

• (Editores) Perry, RH y Green, DW (octubre de 2007) Manual del ingeniero químico de Perry (8.ª edición) McGraw-Hill ISBN 0-07-142294-3 
• Wolverine Tube Inc, (2008) Libro de datos de transferencia de calor disponible [1]
• Profesor J. Kavanagh (2009) Transferencia de calor Clases 4 y 5 Departamento de Ingeniería Química de Usyd