biopolimeros

SIMULACIÓN APLICADA AL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE
CALOR DE PLACAS.
Autores: Nicolás Morello(1), Romina Beltrán(2).
Tutor: Mg. Luis A. Toselli.
Facultad Regional Villa María, Universidad Tecnológica Nacional, Grupo de Investigación en
Calidad en Mecatrónica, GECAM (1), Grupo de Investigación en Simulación para Ingeniería
Química, GISIQ (2)
Av. Universidad 450, X5900HLR Villa María,Córdoba, Argentina, tel. 0353-4537500.
nicolasmorello@hotmail.com, rvgisiq@yahoo.com.ar

Resumen
En los procesos químicos las operaciones de transferencia resultan de un interés
prioritario, en particular aquellas que involucran transferencia de calor. El cálculo de
áreas requeridas y la selección entre diferentes geometrías de diseño, ha recibido una
especial atención en la bibliografíaespecializada. La aplicación de herramientas
computacionales para asistir al diseño de tales equipos se ha convertido, en la
actualidad, en un recurso indispensable.
En el presente trabajo se analizarán las características de un equipo de creciente
aplicación en la industria de procesos, denominado habitualmente como
intercambiadores de placa, en dos versiones de diseño.
Se diseñan y comparan,mediante simulación, dichos intercambiadores considerando
distintos parámetros tales como: tipos de placa y número de pasos para la circulación
de fluidos, entre otros; aplicando para tal fin el software Chemcad 6.0.2TM,
evaluándose las potencialidades del módulo CC-THERM como herramienta específica.
Los resultados obtenidos permiten comparar el comportamiento operativo de los
intercambiadores yla respuesta esperable de geometrías de corrugado clásicas como
Chevrón™ e Intermating™.
Introducción
Los intercambiadores de placa, que pueden manejar un caudal pequeño de líquido con
alta velocidad de circulación, presentan una superficie de transmisión de calor
reducida y, al ser construidos modularmente, se le pueden agregar o quitar placas de
intercambio cuando el proceso lo requiere.Esto constituye una ventaja comparativa
frente a los intercambiadores de casco y tubo que son los más utilizados
industrialmente, los cuales, aun cuando pueden trabajar con caudales superiores,
demandan un mayor espacio físico y, en términos generales, poseen una limitada
opción de rediseño.
Los intercambiadores de placa consisten en un paquete de placas metálicas provistas
de juntaselásticas, que se encuentran alineadas, suspendidas de un bastidor y
comprimidas entre dos marcos o cabezales rígidos por medio de tornillos (Cao, 2006).
En cada una de las esquinas de las placas se encuentran lumbreras de distribución,
las cuales pueden estar perforadas o no según lo requiera el diseño, estas
perforaciones conforman los conductos colectores, que distribuyen los fluidos entre lasplacas de intercambio. Las placas se encuentran igualmente separadas entre sí por
medio de corrugaciones transversales. La finalidad de estas corrugaciones es
promover la suficiente turbulencia en el flujo a través de la placa como para aumentar
los coeficientes de transferencia de calor, al mismo tiempo que aumentar la resistencia

estructural de la misma. Existen distintos modelos de placascorrugadas, las que
consideraremos en este trabajo son el modelo Chevrón™ e Intermating™.
En el primero las corrugaciones son paralelas entre sí y transversales a la dirección
del flujo. En el segundo tipo los surcos se unen formando un ángulo, la variación de
estos hace que el fluido se mueva en diferentes direcciones, tal como se puede
observar en la figura N° 1.
Las placas se pueden fabricaren distintos materiales y se construyen por estampado
en frío en prensas hidráulicas. De este modo estos intercambiadores pueden
considerarse equipos semi estándares ya que la perforación y el armado del conjunto
es relativamente rápido.

Figura N° 1: Modelos de placas corrugadas: a. IntermaitingTM. b. ChevronTM
(Hartnett, 2001).
Metodología
En el presente trabajo se implementó la...