Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 1500 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 105 a 40 °C y el frío se calienta de 15 a 35 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) con soluciones
En un intercambiador de calor se calientan 2,5 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 15 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 420 kW. Su área de intercambio es 12 m². El fluido caliente se enfría de 95 a 65 °C y el frío se calienta de 25 a 60 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.
En un condensador, el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 10 a 70 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 100 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 25 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.
En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 150 a 105 °C. Agua (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 20 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 200 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
Soluciones
- 1. Q̇ = 327,8 kW
- 2. Q̇ = 152,5 kW
- 3. U = 1421 W/(m²·K)
- 4. A = 11,13 m²
- 5. Tc,out = 82,15 °C
- 6. L = 41,16 m
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