En el diseño de un intercambiador de calor la pérdida de carga (caída de presión) es muy importante, ya que incide en la potencia y el consumo de energía en las bombas que impulsan los fluidos, y por lo tanto repercute en la inversión, los costos de operación y de mantenimiento.
La caída de presión total en un intercambiador de placas comprende los siguientes criterios:
- Caída de presión debido a la fricción.
- Caída de presión debido a los cambios de velocidad.
- Caída de presión debido a los cambios de dirección.
- Caída de presión debido a los cambios de altura.
De las anteriores, quien tiene mayor influencia en el comportamiento térmico del equipo es la que se origina por la fricción.
Debido a la importancia que tiene la caída de presión en estos equipos, es que se utiliza para su diseño el parámetro adimensional llamado número de unidades de transferencia (HTU). El HTU, es conocido como el facto de performance o razón de temperaturas.
Donde:
K: Coeficiente global de transmisión del intercambiador.
S: Superficie de intercambio.
Cmenor : Menor capacidad calorífica entre ambos fluidos.
Se debe tener en cuenta que con un alto HTU, la operación se lleva a cabo con una mayor caída de presión, en consecuencia, esta última pueda hacerse tan grande que no sea factible por el alto costo de bombeo. Lo contrario sucede el diseño lo realizamos con un HTU muy bajo, el costo de bombeo se vería disminuido; sin embargo, elevaríamos los costos de fabricación.
Son por todos los criterios anteriores que se debe tener presente la importancia de la caída de presión dentro de los intercambiadores de calor. Debemos encontrar el valor óptimo entre los costos de fabricación y los costos de operación por caída de presión.
Fernando Martinez
Ingeniero de Proyectos
Interesante artículo. He trabajdo un tiempo adaptando intercambiadores de tubo (no de placa) en Dana Corp. Argentina a las necesidades de producción. Tomo en cuenta sus sugerencias.
Saludos.