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Cátedra

Tecnología de la Energía Térmica
Facultad Regional Resistencia Depto. de Ingeniería Química


Cálculo y selección de equipos

Ing. Carlos Alderetes

Ing. Marcos Maiocchi
Intercambiadores de Calor de Placas 01 / 2002
Introducción
Los intercambiadores de placas son equipos muy difundidos en la Industria de Procesos cubriendo una amplia gama de aplicaciones. Presentancaracterísticas muy especiales tanto en su diseño como en la operación que los hace motivo de un estudio particular La mayoría de los textos de transferencia de calor hacen mención a estos equipos aunque presentando generalidades, lo que impide conocer más detalladamente los principios de funcionamiento y el cálculo de los mismos La mayor parte de la literatura sobre los intercambiadores de placas proviene delos fabricantes de equipos (quienes poseen el know-how) y su difusión está generalmente restringida al ámbito industrial, es decir entre sus usuarios. Uno de los objetivos de este trabajo es proporcionar parte de esta información técnica a los estudiantes para conocer más en profundidad estos interesantes equipos
Objetivos
El estudio y comprensión de los diferentes tópicos presentados permitirán alalumno • Conocer el principio de funcionamiento de los intercambiadores de placas
• Comprender los aspectos principales de diseño del equipo
• Explicar los mecanismos de transmisión de calor presentes
• Aprender el campo de acción y servicios posibles en la industria
• Predimensionar los equipos y seleccionar el diseño apropiado
• Efectuar estudios comparativos de costos respecto de otros equipostérmicos
Introducción
En la mayoría de las plantas de procesos se presenta la necesidad de transferir energía térmica entre fluidos o de fluidos a sólidos, tanto para calentar, enfriar, evaporar como para efectuar tratamientos térmicos, etc. Esta operación cumple muchas veces un papel fundamental en el procedimiento de elaboración ya que de ella puede depender la calidad de un producto o laeficiencia del proceso mismo en cuestión, en donde las temperaturas son parámetros críticos En muchas situaciones estas operaciones de transferencia de calor deben efectuarse en tiempos muy cortos, a altas velocidades de transmisión, dado que algunos de los productos puede alterarse. Tal es el caso de los productos termosensibles que no pueden tener mucho tiempo de contacto con la superficie decalefacción a determinadas temperaturas A veces también en el proyecto se imponen diversos tipos de restricciones que limitan las posibilidades técnicas de solución con equipos de transferencia convencionales de casco y tubos. Estas restricciones pueden ser térmicas, temporales, físicas o económicas, que actúan limitando ya sea las temperaturas de procesos, los tiempos de permanencia, la disponibilidad deespacios, tamaños de equipos o las inversiones del proyecto mismo La industria alimenticia por ejemplo, presenta varios casos donde se requiere operar con saltos térmicos reducidos, a bajas temperaturas y con tiempos mínimos de contacto, por lo que se requiere equipos especiales de transferencia de calor Estos equipos especiales capaces de cumplir con los requisitos antes mencionados son losllamados intercambiadores de calor de placas
Los intercambiadores de calor de placas
Pese haber sido introducidos en la industria ya hace más de setenta años, estos equipos constituyen un ejemplo claro del desarrollo de productos y de mercado. La innovación permanente que han tenido posibilitó incorporar de manera continua nuevas aplicaciones a las distintas necesidades existentes en el campo tantoindustrial, comercial como doméstico. Existen varios diseños de intercambiadores de placas, pero son dos las construcciones básicas más difundidas, a saber:
• Intercambiador de placas con juntas, designado PHE (Plate heat exchangers)
• Intercambiador de placas soldadas, designado BHE (Brazed heat exchangers)
Ambas diseños se conocen indistintamente como intercambiadores compactos Los PHE...