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La diferencia de temperatura promedio de un intercambiador de calor de placas se puede calcular mediante varios métodos según el tipo de intercambiador de calor y las condiciones específicas. Un método común es la diferencia de temperatura media logarítmica. Así es como puedes calcularlos:

Fórmula para la diferencia de temperatura media logarítmica

LMTD = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)

variables

• LMTD: diferencia media de temperatura logarítmica
• ΔT1: Diferencia de temperatura en un extremo del intercambiador de calor
• ΔT2: Diferencia de temperatura en el otro extremo del intercambiador de calor

Ejemplo

• Temperatura de entrada del líquido caliente (Th): 150°C
• Temperatura del líquido frío de entrada (Tc): 30°C
• Temperatura del líquido caliente a la salida (Th'): 80 °C
• Temperatura del líquido frío a la salida (Tc'): 60 °C

1. Cálculo de ΔT1 y ΔT2

ΔT1 = Th - Tc = 150 °C - 30 °C = 120 °C

ΔT2 = Th' - Tc' = 80 °C - 60 °C = 20 °C

2. Cálculo de la diferencia media de temperatura.

LMTD = (120°C - 20°C) / ln(120°C / 20°C)
LMTD ≈ 55,8 °C

Q = U * A * LMTD

• Q: Flujo de calor (W)
• U: Coeficiente total de transferencia de calor (W/m² K)
• A: Área de transferencia de calor (m²)
• LMTD: diferencia media de temperatura logarítmica (K)

o

Q = ṁ * cp * LMTD

• Q: Flujo de calor (W)
• ṁ: caudal másico (kg/s)
• cp: capacidad calorífica específica (J/kg K)
• LMTD: diferencia media de temperatura logarítmica (K)

Principio directo y contracorriente.

La energía térmica transferible de un intercambiador de calor de placas no sólo está determinada por el tamaño de la superficie de intercambio y el coeficiente de transferencia de calor (k), sino que también está influenciada significativamente por las direcciones de flujo de los medios involucrados. Si en el intercambiador de calor de placas ambos medios fluyen en la misma dirección, se denomina principio de corriente continua. Sin embargo, si fluyen en direcciones opuestas, este es el principio de contracorriente.

La dirección del flujo tiene una influencia significativa en la diferencia de temperatura promedio entre los medios, lo que a su vez determina la eficiencia de la transferencia de calor.

Curva de temperatura con el principio de corriente continua | Curva de temperatura según el principio de contracorriente.

Consideración teórica de las opciones de conexión para un intercambiador de calor de placas:

En este ejemplo suponemos dos medios con la misma capacidad calorífica y el mismo flujo másico.

• Medio 1: 80°C
• Medio 2: 20°C

Con el principio de corriente continua, la temperatura máxima que se puede alcanzar para ambos medios sería de 50 °C, que corresponde a la temperatura de mezcla. Sin embargo, con el principio de contracorriente el medio 2 podría alcanzar una temperatura de hasta 80 °C, mientras que el medio 1 puede enfriarse hasta 20 °C.

De esto se deduce que con el principio de contracorriente se puede transferir una mayor cantidad de calor con la misma superficie de intercambio.

Encontrar el intercambiador de calor de placas adecuado no tiene por qué ser complicado. Si tiene alguna pregunta o necesita ayuda, no dude en contactarnos. Estaremos encantados de ayudarle a elegir el modelo adecuado para sus necesidades.