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• Vasquez Wilver

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Se va a diseñar un intercambiador de calor de tubo y coraza 1-2 para enfriar 1,512 [Kg/s] de aceite (Cp = 2,093 [kJ/kg°C]) desde 65,56 [°C] hasta 42,22 [°C] utilizando 1,008 [Kg/s] de agua (Cp = 4,187 [kJ/kg°C]) que entra a una temperatura de 26,67 [°C]. Se considera que el coeficiente global de TC es 681,6 [W/m2K]. Determinar el área de calefacción requerida. Se da como referencias lo siguiente: SI la eficiencia está en un ragno de ε = 0,5 a 0,7 el NUT = 1,7, pero si la eficiencia está en un rango de ε = 0,75 a 0,85 el NUT = 1,35 DATOS Aceite

ma := 1.008 s

Datos adicionales W U := 681.6 2 m ⋅K

J cpa := 4187 kg⋅ K

Si ε = 0,5 a 0,7

Agua kg

kg

mac := 1.512 s

J cpac := 2093 kg⋅ K Tc1 := ( 65.56 + 273)K

Tf1 := ( 26.67 + 273)K

Si ε = 0,75 a 0,85

Tc2 := ( 42.22 + 273)K SOLUCIÓN Balance térmico en el Intercambiador de Calor Calor perdido por el aceite = Calor ganado por el agua = Calor transmitido en el IC

(

)

Qac := mac ⋅ cpac ⋅ Tc1 − Tc2

Qac = 73.862⋅ kW

Para el agua Qa := Qac

(

Qa = ma⋅ cpa⋅ Tf2 − Tf1 Qa Tf2 := Tf1 + ma⋅ cpa

) Tf2 = 317.171 K

Tf2 = 44 , 17C

Ahora bien, es necesario conocer Cmin y Cmax Cc := mac ⋅ cpac

Cc = 3.165⋅

Cf := ma⋅ cpa

Cf = 4.22⋅

kW K

kW K

Por lo tanto se tiene: Cmin := Cc Cmax := Cf Conociendo Cmin, se halla la eficiencia del intercambiador de calor η :=

Tc1 − Tc2 Tc1 − Tf1

η = 0.6

η = 60.015⋅ %

NUT = 1.7 NUT = 1 , 35

Por lo tanto, se elige el siguiente valor de NUT: NUT := 1.7 La ecuación de NUT es: NUT =

U⋅ A Cmin

Finalmente el área de calefacción requerida es: NUT ⋅ Cmin A := U 2

A = 7.893 m