Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 125 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.
Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) con soluciones
Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 15 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 800 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 175 a 135 °C y el frío se calienta de 25 a 160 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 330 kW. El fluido caliente se enfría de 80 a 50 °C y el frío se calienta de 25 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un condensador, el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 10 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.
En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 100 a 50 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 400 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
Soluciones
- 1. Tc,out = 41,96 °C
- 2. Q̇ = 572,2 kW
- 3. A = 12,5 m²
- 4. A = 3,086 m²
- 5. A = 4,314 m²
- 6. L = 35,09 m
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