1. Intercambiador de calor de placas.
J. Soleno; S. Arango; M. Villalobos; J. Garces; J. Nieto; J. Benitez
BASES TEÓRICAS
Un intercambiador de calor se puede
describir de un modo muy elemental como
un equipo en el que dos corrientes a distintas
temperaturas fluyen sin mezclarse con el
objeto de enfriar una de ellas o calentar la
otra o en su defecto ambos procesos al
mismo tiempo. Este equipo es uno de los
más usados en la industria, debido a que la
operación de enfriamiento o calentamiento
es inherente a todo proceso que maneje
energía en cualquiera de sus formas.
Los intercambiadores de calor se pueden
clasificar en muchas formas diferentes. Una
forma consiste en basar la clasificación en las
direcciones relativas del flujo de los fluidos
calientes y frío, dando lugar a términos como
fluidos paralelos, cuando ambos fluidos se
mueven en la misma dirección; flujo
encontrado, cuando los fluidos se mueven en
paralelo pero en sentido opuesto; y flujo
cruzado, cuando las direcciones de flujo son
mutuamente perpendiculares. Otra manera
de clasificar los intercambiadores de calor, es
mediante la estructura y uso de los mismos,
en esta última
Clasificación encontramos entre otros el
intercambiador de placa plana (ver figura 1),
el cual consiste en un número de placas
rectangulares unidas para formar una
especie de malla o rejilla. Cada placa esta
construida en metal corrugado que brinda
dirección al flujo y sirve como superficie de
transferencia de calor.
Figura 1.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
El intercambiador de calor cuenta con
sensores de alta calidad que permiten
obtener resultados precisos, funciona en
circuito de agua cerrado en la unidad de
servicio, común a los
Intercambiadores, permitiendo así obtener
economía de costos. Incluye una bomba de
circulación de agua fría, tipo centrifuga. Las
tuberías son de acero inoxidable, diámetro
nominal ½ pulgada para aceite y tubería de
PVC cédula 80 con diámetro nominal de tres
cuartos de pulgada para agua.
En el intercambiador de placa, cada placa
proporciona un área mínima de intercambio
de calor de 0.008 m2, el diseño del equipo
permite su operación en flujo a
contracorriente y paralelo. Tiene dos puntos
para la recepción y salida del fluido frio y dos
para el fluido caliente; además cuenta con
cuatro posibles conexiones para la
alimentación del fluido frío y caliente. Se
miden temperaturas a la entrada y salida de
los fluidos. Finalmente cuenta con una gran
ventaja pues es fácilmente desmontable para
limpieza y mantenimiento.

2. Intercambiador de calor de placas.
J. Soleno; S. Arango; M. Villalobos; J. Garces; J. Nieto; J. Benitez
REVISIÓN DE LA TÉCNICA Y PROCEDIMIENTO
El paquete de placas, que constituye la
superficie de intercambio, forma un sistema
de canales de flujos paralelos, en donde los
fluidos circulan en contracorriente
atravesando canales alternativos, al objeto
de provocar un alto coeficiente de
transmisión de calor.
La corrugación de la placa hace aumentar la
superficie de intercambio, a la vez que
provoca una gran turbulencia de los fluidos.
Tanto para el ensayo en flujo paralelo como
en contracorriente, se fijaron 2 caudales; el
sistema se estabilizó aproximadamente a los
dos minutos, momento en el cual se
comenzaron a tomar los datos de
temperaturas de entrada y salida de cada
fluido y sus respectivos caudales.
CÁLCULOS Y RESULTADOS
 Propiedades físicas del agua a T
media de 30o
C
 Propiedades físicas del aceite
térmico a T media de 55o
C
Es importante resaltar que el número de
veces que se anotaron los datos para cada
configuración (paralelo y contracorriente)
fueron 2, uno para cada caudal.
Los datos obtenidos se registraron en las
siguientes tablas:
1. Flujo paralelo
8 Agua Aceite
Caudal (L/min) 27.1 15.8
Tin(o
C) 33 59.8
Tout(o
C) 33.4 43.5
Tabla 1
8 Agua Aceite
Caudal (L/min) 13.9 15.8
Tin(o
C) 33 59.8
Tout(o
C) 33.8 43.9
Tabla 2
2. Flujo en contracorriente
Agua Aceite
Caudal (L/min) 27 15.8
Tin(o
C) 32.7 59.6
Tout(o
C) 33.1 42.8
Tabla 3
Agua Aceite
Caudal (L/min) 20.4 15.8
Tin(o
C) 33 59.7
Tout(o
C) 33.5 43.3
Tabla 4
Hallamos el calor transferido por medio de
la ecuación:

3. Intercambiador de calor de placas.
J. Soleno; S. Arango; M. Villalobos; J. Garces; J. Nieto; J. Benitez
, sabiendo que
Hallamos el coeficiente de convección por
medio de la ecuación:
Con
A partir de la tabla 1 y 3
h (W/m2
K) Q (kW)
Flujo paralelo 14.073 45.0945
Flujo
contracorriente
14.04 44.9281
Tabla 5
A partir de tabla 2 y 4
h (W/m2
K) Q (kW)
Flujo paralelo 7.228 46.2593
Flujo
contracorriente
10.608 42.4321
Tabla 6
CONCLUSIONES
Se tomaron datos temperaturas de entrada y
salida de agua y aceite en un intercambiador
de placa plana en configuraciones de flujo
paralela y contracorriente. El cálculo de la
cantidad de energía térmica cedida o ganada
de los fluidos sugiere que el experimento
requiere de una mejora en el equipo debido
a la gran cantidad de calor que se pierde
hacia los alrededores. En este experimento
fue mejor la
Transferencia de energía en la configuración
de flujo paralela con respecto a la del flujo en
contracorriente debido a que presenta un
coeficiente de transferencia de calor mayor.
BIBLIOGRAFIA
 Introducción a la
termodinámica/ Jorge A.
Rodríguez (intercambiadores de
calor) pág.663-666.
 En línea.
[http://www.indelcasa.es/cat/de
sca rgas/prod/2243.pdf]
Consultado: Junio 01 de 2013.