Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

10 EFICIENCIA
Guía de ejercicios
Rev 3 Página 58
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
1. Determinación del área de intercambio y la temperatura de salida.
Se desea enfriar un caudal de 14000 kg/h de una solución acuosa muy diluida a 100 ºC mediante
el empleo de una corriente de 9504 kg/h de agua a 20 ºC. El coeficiente global de transferencia es
U = 1163 W / m 2 ºC.
a) ¿Cuál será la superficie de un equipo con una configuración de flujo en contracorriente si la
temperatura de salida del agua fría es:
a.1) 90 ºC
a.2) 80 ºC
a.3) 68 ºC
b) ¿Cuál será la temperatura de salida de los fluidos en los casos (a.1), (a.2) y (a.3) si la
configuración de flujo es en corrientes paralelas en un equipo de igual área que en el
calculado en dichos ítems?. Suponga que el coeficiente global de transferencia se mantiene
constante.
c) ¿Cuál serán las temperaturas de salida de los fluidos en un intercambiador tipo 1-2?.
d) ¿Cuál será la temperatura de salida de cada uno de estos equipos si el área fuese infinito?.
2. Determinación de la temperatura de salida de los fluidos en equipos en paralelo.
En un proceso se emplea un intercambiador tipo 1-2 en las siguientes condiciones:
Fluido frío por tubos con un caudal de 24990 kg/h , una t1 = 20 ºC y t2 = 48 ºC, con un Cp = 3350 J
/ kg ºC.
El fluido caliente ingresa al equipo a una temperatura de 130°C y su calor específico puede
considerarse similar al del fluido frío.
Por expansión de la fábrica se dispondrá de un caudal doble del fluido caliente. A fin de lograr una
buena recuperación calórica, se propone emplear en paralelo al equipo instalado uno idéntico
existente en la fábrica de modo que cada uno trabaja con la mitad del caudal total ( 12495 kg/h del
fluido frío y 10000 kg/h del fluido caliente ).
Por la experiencia acumulada en la empresa se sabe que la resistencia de ensuciamiento es
despreciable, lo mismo que la resistencia de pared del tubo. Además, para la situación existente,
puede suponerse con buena aproximación que ho = hio.
Calcular la temperatura de salida de los fluidos empleando los equipos en paralelo. Suponer
propiedades físicas constantes y flujo turbulento.