Um trocador de calor com aletas de placas é um tipo de projeto de trocador de calor que usa placas e câmaras com aletas para transferir calor entre fluidos, mais comumente gases. É frequentemente classificado como um trocador de calor compacto para enfatizar sua área de superfície de transferência de calor relativamente alta em relação ao volume. O trocador de calor de placas aletadas é amplamente utilizado em muitas indústrias, incluindo a indústria aeroespacial por seu tamanho compacto e propriedades leves, bem como na criogenia, onde é utilizada sua capacidade de facilitar a transferência de calor com pequenas diferenças de temperatura.
Os trocadores de calor de placas de liga de alumínio, muitas vezes chamados de trocadores de calor de alumínio brasado, têm sido usados na indústria aeronáutica há mais de 75 anos e adotados na indústria de separação criogênica de ar na época da Segunda Guerra Mundial e logo depois em processos criogênicos em fábricas de produtos químicos, como processamento de gás natural. Eles também são usados em locomotivas ferroviárias e automóveis. Aletas de chapa de aço inoxidável têm sido usadas em aeronaves há mais de 35 anos e agora estão se estabelecendo em fábricas de produtos químicos.[2]
Originalmente concebido por um mecânico italiano, Paolo Fruncillo. Um trocador de calor de placas aletadas é feito de camadas de folhas onduladas separadas por placas metálicas planas, normalmente de alumínio, para criar uma série de câmaras aletadas. Fluxos separados de fluido quente e frio fluem através de camadas alternadas do trocador de calor e são cercados nas bordas por barras laterais. Componentes principais de um trocador de calor de aleta de placa O calor é transferido de um fluxo através da interface de aleta para a placa separadora e através do próximo conjunto de aletas para o fluido adjacente. As aletas também servem para aumentar a integridade estrutural do trocador de calor e permitir que ele suporte altas pressões, proporcionando ao mesmo tempo uma área de superfície estendida para transferência de calor.
Um alto grau de flexibilidade está presente no projeto do trocador de calor de placas aletadas, pois eles podem operar com qualquer combinação de gás, líquido e fluidos bifásicos.[3] A transferência de calor entre múltiplos fluxos de processo também é acomodada,[4] com uma variedade de alturas e tipos de aletas como diferentes pontos de entrada e saída disponíveis para cada fluxo.
Os quatro principais tipos de aletas são: planas, que se referem a designs simples triangulares ou retangulares com aletas retas; espinha de peixe, onde as nadadeiras são colocadas lateralmente para proporcionar um caminho em zigue-zague; e serrilhados e perfurados que se referem a cortes e perfurações nas aletas para aumentar a distribuição de fluxo e melhorar a transferência de calor. Diferentes estruturas de aletas para trocadores de calor de aletas de placas Uma desvantagem dos trocadores de calor de aletas de placas é que eles são propensos a incrustações devido aos seus pequenos canais de fluxo. Eles também não podem ser limpos mecanicamente e requerem outros procedimentos de limpeza e filtragem adequada para operação com fluxos potencialmente incrustantes.
