Intercambiador de placas

ESTUDIO DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN UN INTERCAMBIADOR DE PLACAS
Abstract.
Se estudió la transferencia de calor en un intercambiador de calor de placas mediante la toma de datos de temperaturas de entrada y salida de las corrientes fría y caliente, así como sus flujos másicos y volumétricos que están presentes en el sistema mencionado. Se usaron como herramientas el balance de masa y laforma de la primera ley de la termodinámica para sistemas abiertos. Se tuvieron ciertos problemas a la hora del análisis de resultados pues se esperaba que mediante el estudio del calor en cada corriente se pudiera establecer una pérdida en el dispositivo pero los valores arrojaron resultados no esperados.
Introducción
En la industria, los intercambiadores de calor han sido de gran importancia desdesu aparición aproximadamente en la década de 1930 [1] debido a que en muchas aplicaciones es necesaria la transferencia de calor de un fluido a otro para calentarlo o enfriarlo. Existen varias disposiciones y tipos de este sistema, entre ellos el intercambiador de placas, que distribuyen los flujos por placas delgadas internas que realizan la transferencia de calor a contraflujo.
El objetivoprincipal del experimento es a partir de los datos tomados en el intercambiador de placas del laboratorio de procesos químicos, realizar los balances de masa y energía correspondientes, para evaluar el calor que se transfiere de un flujo a otro, así como las pérdidas de calor dentro del proceso.
Experimentación
Equipo
Los datos experimentales fueron tomados usando un intercambiador de calor deplacas, Alfa Laval T2 – BFG del laboratorio de procesos químicos de la Universidad de los Andes suministrado por González [1], y equipos de medición como un calibrador y un termómetro para tomar el diámetro de los tubos y la temperatura ambiente respectivamente.
Procedimiento experimental
Se preparo el intercambiador de placas abriendo las válvulas 01, 02, 03, 04, 05, 08,09 y manteniendo cerradaslas 06 y 07 y poniendo la marca de las válvulas del sensor hacia arriba para la corriente caliente y hacia abajo para la fría.
A continuación se tomaron datos de las siguientes variables en 8 intervalos de tiempo de 15 segundos:
* Temperatura de las corrientes.
* Flujos volumétricos.
* Diferenciales de presión para ambas corrientes.
Además de las variables anteriormente nombradas serecolectaron otros datos en el transcurso del funcionamiento del equipo:
* Temperatura ambiente.
* Diámetro de las tuberías de entrada y salida.
* Altura de las entradas y salidas.
* Temperatura media de las paredes del dispositivo.
Resultados y Discusión:
Los datos obtenidos en la experimentación para la corriente de flujo caliente se encuentran en la [TABLA 1] y para lacorriente de flujo frio se encuentran en la [TABLA 2].
TABLA 1.
t | T° IN Calentador | T° OUT Calentador | FV Calentador | DF Calentador |
0 | 78,08826387 | 29,25397484 | 20,01712727 | |
15 | 78,6997822 | 29,25397484 | 20,01712727 | |
30 | 78,92910157 | 29,40701468 | 20,19483988 | |
45 | 78,54690262 | 29,40701468 | 20,37255249 | |
60 | 77,78250471 | 29,25397484 | 20,01712727 | |
75| 77,0945466 | 29,40701468 | 20,16522111 | |
90 | 76,86522723 | 29,25397484 | 20,13560235 | |
105 | 76,55946806 | 29,25397484 | 20,04674604 | |
120 | 75,48931099 | 28,79485535 | 19,92827097 | 8470,22838 |
135 | 75,18355183 | 28,79485535 | 19,83941466 | 8470,22838 |
150 | 74,87779267 | 28,64181551 | 20,07636481 | 8470,22838 |
165 | 74,57203351 | 28,64181551 | 19,8986522 | 8481,351552|
180 | 73,8076356 | 28,48877568 | 20,19483988 | 8514,721069 |
195 | 73,19611728 | 28,64181551 | 20,19483988 | 8514,721069 |
210 | 72,73747853 | 28,48877568 | 20,01712727 | 8470,22838 |
225 | 72,12596021 | 28,41225577 | 20,01712727 | 8436,858863 |

T°: Temperatura (°C), t: Tiempo(s), FV: Flujo volumétrico (L/min), DF: Diferencia de presión ().
TABLA2.
t | T° IN Enfriador | T° OUT...