Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 1,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 300 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 105 a 40 °C y el frío se calienta de 25 a 55 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) con soluciones
Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 0,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 300 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 130 a 80 °C y el frío se calienta de 25 a 65 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 480 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 90 °C y el frío se calienta de 15 a 85 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
Un intercambiador a contracorriente transfiere 470 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 105 °C y el frío se calienta de 20 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 130 a 85 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 300 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
En un condensador con un área de intercambio de 3 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 130 °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 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.
Soluciones
- 1. Q̇ = 13,08 kW
- 2. Q̇ = 8,979 kW
- 3. A = 20,79 m²
- 4. A = 6,82 m²
- 5. L = 69,55 m
- 6. Tc,out = 53,17 °C
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