Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 130 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °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
En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 115 °C mientras el frío se calienta de 30 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.
Un intercambiador a contracorriente transfiere 440 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 80 °C y el frío se calienta de 30 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 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 (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 15 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 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 en equicorriente, aceite caliente (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 90 a 50 °C. Agua (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 50 mm, y U = 300 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
Soluciones
- 1. Tc,out = 29,44 °C
- 2. ΔTlm = 89,91 K
- 3. A = 6,181 m²
- 4. A = 2,101 m²
- 5. Tc,out = 105,2 °C
- 6. L = 6,997 m
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