6 Intercambiador De Placas

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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II - GUÍA DE PRÁCTICAS 
 
Intercambiador de calor de placas 
Objetivo 
Encontrar el coeficiente de transferencia de calor para un intercambiador de calor de placas. 
Introducción 
Los intercambiadores de calor son dispositivos que proveen la transferencia de energía térmica 
entre dos o más fluidos a diferentes temperaturas. Los intercambiadores de calor son usados en 
una gran variedad de procesos y aplicaciones, como generación de energía, procesos químicos y 
de alimentos, industria electrónica, ingeniería ambiental, recuperación de calor de corrientes de 
desecho, acondicionamiento de aire, refrigeración entre otras. 
Los intercambiadores de calor de platos fueron introducidos en los años 1930 en la industria de los 
alimentos. En la actualidad el rango de aplicaciones de estos es inmenso debido al alta área de 
transferencia de calor que pueden ofrecer en espacios muy pequeños, incluso reemplazando en 
algunas áreas los intercambiadores de coraza y tubos. 
El diseño de Los intercambiadores de placas (Figura 1) es altamente especializado debido a la gran 
cantidad de diseños que se pueden plantear en virtud de las características de las placas. Los 
algoritmos de diseño suelen ser guardados en secreto por las compañías que los diseñan y ofrecen 
diferentes alternativas según la aplicación requerida. 
 
Figura 1. Intercambiador de placas. (Tomado de : http://www.alfalaval.us) 
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Materiales 
Intercambiador de calor de placas ubicado en el CIPI 
Baldes de 10 litros 
Cronometro 
 
Procedimiento 
NOTA: Cada grupo de trabajo debe revisar el intercambiador de calor la semana previa a la 
práctica, con el ánimo de conocer su funcionamiento y que la práctica fluya más rápidamente. Su 
manipulación depende del conocimiento previo de los estudiantes para la práctica de intercambio 
de calor. 
 
Breve procedimiento: 
Tome nota de los valores de las variables de proceso en su estado inicial. Con ayuda del auxiliar de 
laboratorio abra la válvula de entrada de vapor, abra también la válvula que da el flujo de agua fría 
para un flujo mínimo. El vapor servirá para calentar el agua que será el fluido caliente hasta llegar 
a una temperatura determinada (asignada por el profesor). Encienda la bomba para dar inicio al 
paso del agua (fluido frío). Determine las temperaturas cuando estén en equilibrio, y el flujo 
másico de agua fría mediante un balde graduado. 
El formato para el diligenciamiento de los datos experimentales debe ser elaborado por cada 
grupo (como ejemplo ver la tabla 1) una vez realizada la vista al laboratorio y conocido su 
funcionamiento. 
Tabla 1. Tabla de datos (Esta tabla solo es un ejemplo de cómo presentar los datos) 
Tiempo (min) T1 (ºC) T2 (ºC) V1 (L) V2 (L) … etc 
0 
10 
20 
30 
… 
180 
 
 
 
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Cálculos 
Una vez obtenidos todos los datos, deberán realizarse los siguientes cálculos: 
• Calcule la temperatura media logarítmica. 
• Determine el área de transferencia de calor con la información disponible en el 
laboratorio. 
• Calcule el calor ganado por el agua y a partir de este establezca de allí el flujo másico del 
fluido caliente 
• Calcule el coeficiente global de transferencia de calor a partir del balance de calor para el 
agua fría. 
• Realice el cálculo del coeficiente de transferencia de calor mediante el cálculo con los 
coeficientes convectivos de transferencia de calor para cada uno de los fluidos y obtenga 
el factor de ensuciamiento de literatura. 
• Determine como varía el coeficiente de transferencia de calor con el número de Reynolds 
del fluido frio. 
 
Aspectos de seguridad 
Siga siempre las instrucciones del docente, monitor o auxiliar presente. 
Use los elementos de seguridad básicos: overol, zapato cerrado, guantes, casco. 
No manipule el intercambiador, las válvulas o las tuberías sin la respectiva protección. 
Consulte las hojas de seguridad de las sustancias a emplear. 
Preguntas 
¿De qué orden son los valores para los coeficientes de transferencia de calor de un intercambiador 
de calor de placas en el caso de agua caliente – agua fría? 
¿Qué es el factor de alargamiento de una placa? 
¿Cómo son las pérdidas de presión en un intercambiador de calor de placas comparado con un 
intercambiador de calor de tubos concéntricos? 
Bibliografía 
Heat Exchangers, selection, rating and termal design. Kakaç, S. Hongtan, L. 3 ed. CRC Press 
Process Heat Transfer. Principles, Applications and Rules of Thumb. Serth, R. Lestina, T. 2 ed. 
Academic Press.