Els intercanviadors de calor tubulars són dispositius d'intercanvi de calor altament eficients àmpliament utilitzats a les indústries químiques, petrolieres, energètiques i HVAC. La seva funció principal és aconseguir processos d'escalfament, refrigeració o condensació mitjançant la transferència de calor entre el fluid dins i fora dels tubs.
L'estructura bàsica d'un intercanviador de calor tubular consta d'una sèrie de feixos de tubs metàl·lics, normalment fixats dins d'una carcassa cilíndrica, formant dos canals de fluid: el costat del tub i el costat de la carcassa. Durant el funcionament, un fluid (per exemple, un fluid d'-temperatura alta) flueix dins dels tubs, anomenat fluid-del costat del tub; l'altre fluid (p. ex., un fluid de baixa-temperatura) flueix entre els tubs i la closca, anomenat fluid-lateral de la closca. Els dos fluids intercanvien calor a través de les parets del tub però normalment no es barregen directament.
El seu principi de funcionament es basa en la conducció de calor i la convecció. Quan hi ha una diferència de temperatura entre els fluids del costat-del tub i del costat de la closca-, la calor es transfereix del fluid d'alta-temperatura a la paret del tub, després a través de la conductivitat tèrmica de la paret del tub a l'altre costat de la paret del tub i, finalment, es transfereix de la paret del tub al fluid del costat-de la closca. Aquest procés segueix la llei de conducció de calor de Fourier i la llei de refredament de Newton, és a dir, la velocitat de transferència de calor és directament proporcional a la diferència de temperatura, l'àrea de transferència de calor i el coeficient de transferència de calor.
L'eficiència de transferència de calor d'un intercanviador de calor tubular es veu afectada per diversos factors, com ara el diàmetre del tub, la longitud del tub, la velocitat del fluid, la conductivitat tèrmica del material del tub i les propietats físiques del propi fluid (com la viscositat i la capacitat tèrmica específica). Per millorar l'eficiència de la transferència de calor, s'utilitzen habitualment mètodes com ara augmentar l'àrea de transferència de calor, optimitzar els patrons de flux de fluids (p. ex., utilitzar deflectors) i utilitzar tipus de tubs d'alta-eficiència (p.
A més, els intercanviadors de calor tubulars es poden dissenyar en diferents formes estructurals per satisfer necessitats específiques, com ara fulles de tubs fixes, capçals flotants o tipus de tubs en U{0}}, per adaptar-se a diferents pressions, temperatures i requisits de neteja i manteniment. Són altament fiables i tenen un ampli ventall d'aplicacions, el que els converteix en un dels equips més importants en l'àmbit de l'intercanvi de calor industrial.
