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 140 a 60 °C y el frío se calienta de 15 a 25 °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 15 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 200 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 165 a 100 °C y el frío se calienta de 25 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
Un intercambiador a contracorriente transfiere 420 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 60 °C y el frío se calienta de 25 a 70 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 700 kW. El fluido caliente se enfría de 80 a 45 °C y el frío se calienta de 25 a 55 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 1500 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 en equicorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 135 a 80 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 40 mm, y U = 150 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
Soluciones
- 1. Q̇ = 559,5 kW
- 2. Q̇ = 293,6 kW
- 3. A = 9,317 m²
- 4. A = 183,8 m²
- 5. Tc,out = 74,44 °C
- 6. L = 65,4 m
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