Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 115 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °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 de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 145 a 45 °C mientras el frío se calienta de 20 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.
Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 390 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 45 °C y el frío se calienta de 20 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un condensador, el vapor condensa a 110 °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 95 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 145 a 105 °C. Agua (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 95 a 70 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.
Soluciones
- 1. Tc,out = 43,92 °C
- 2. ΔTlm = 37,28 K
- 3. A = 13,39 m²
- 4. A = 15,43 m²
- 5. L = 15,33 m
- 6. A = 1,112 m²
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