Capítulo 10. Ebullición y condensación

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-120 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-120 Conduzca este experimento para determinar el coeficiente de transferencia en la ebullición. El lector necesitará un elemento eléctrico portátil de calentamiento del tipo de inmersión, un termómetro para interiores y exteriores,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-119 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-119 Repita el problema 10-118 para una caldera que produzca vapor de agua a 150°C, a razón de 2.5 kg/min. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-118 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-118 Una instalación de fabricación requiere vapor saturado de agua a 120°C, a razón de 1.2 kg/min. Diseñe una caldera eléctrica de vapor para este fin, con las restricciones siguientes: • Tendrá…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-117 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-117 En las plantas generadoras que funcionen con vapor son de uso común los condensadores de vapor enfriados por agua. Obtenga información acerca de este tipo de condensadores realizando una investigación en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-116 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-116 El refrigerante en un refrigerador doméstico se condensa a medida que fluye por el serpentín que, por lo general, se coloca detrás del aparato. La transferencia de calor desde la superficie…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-115 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-115 Diseñe el condensador de una planta generadora que funciona con vapor que tiene una eficiencia térmica de 40% y genera 10 MW de energía eléctrica neta. El vapor de agua entra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-114 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-114 Cuando un vapor saturado se condensa sobre una placa plana isotérmica en posición vertical, en una película continua, la razón de la transferencia de calor es proporcional a a) (Ts –Tsat)1/4 …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-113 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-113 Se condensa vapor de agua a 50°C sobre la superficie exterior de un tubo horizontal que tiene un diámetro exterior de 6 cm. La superficie exterior del tubo se mantiene a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-112 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-112 Se condensa vapor de agua a 50°C sobre una placa vertical de 1.2 m de alto y 2.4 m de ancho que se mantiene a 30°C. El coeficiente de transferencia de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-111 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-111 Cuando se hierve un líquido saturado, se debe tener cuidado al incrementar el flujo de calor para evitar que se presente el fenómeno de extinción. Se presenta la extinción cuando la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-110 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-110 El condensador del acondicionador de aire en un automóvil consta de un área de 2 m2 de superficie tubular a través de la cual se intercambia el calor y cuya temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-109 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-109 Vapor saturado de agua se está condensando sobre una placa plana vertical de 0.5 m2, en una película continua, con un coeficiente promedio de transferencia de calor de 5 kW/m2 ·…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-108 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-108 Se condensa vapor de agua a 50°C sobre un banco de tubos que consta de 20 tubos dispuestos en un arreglo rectangular de 4 filas de 5 tubos cada una. Cada…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-107 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-107 A una distancia x medida desde el borde superior hacia abajo a lo largo de una placa plana isotérmica en posición vertical, sobre la cual se está condensando un vapor saturado…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-106 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-106 Se puede incrementar el coeficiente de transferencia de calor para un vapor en condensación sobre una superficie al promover a) la condensación en película b) la condensación por goteo c) la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-105 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-105 Vapor de refrigerante saturado R-134a, a una presión de 888 kPa se condensa como si fluyera por un tubo de 0.25 m de largo y un diámetro de 12 mm. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-104 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-104 En un proceso de tratamiento, balines de acero de 20 mm de diámetro se calientan a una temperatura uniforme de 700°C. Después, los balines se retiran y se sumergen inmediatamente en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-103 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-103 En la figura P10-103 se muestra la disposición de los tubos para un condensador horizontal que se usa para licuar 900 kg/h de vapor saturado de amoniaco a 37°C. Los 14…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-102 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-102 Repita el problema 10-101 para una esfera de cobre de 3 cm de diámetro Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-101 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-101 Una esfera de plata tiene un diámetro de 1.2 cm, una temperatura de 25°C y está suspendida en una habitación repleta de vapor saturado a 100°C. Mediante el análisis del sistema…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-100 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-100 Se va a generar vapor a presión atmosférica en la parte de la envoltura de un intercambiador horizontal de calor. Hay 100 tubos, cada uno con un diámetro externo de 5.0…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-99 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-99 Una barra de calentamiento eléctrico, de 1.0 cm de diámetro y 25.0 cm de longitud, tiene una capacidad nominal de 1.5 kW. Ésta se encuentra sumergida en posición horizontal en un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-98 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-98 Vapor saturado de agua a 270.1 kPa se condensa dentro de un tubo horizontal de 10 m de largo y 2.5 cm de diámetro interno cuya superficie se mantiene a 110°C.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-97 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-97 Repita el problema 10-96 para un diámetro de tubo de 3 cm. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-96 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-96 Se va a condensar vapor saturado de refrigerante R-134a a 35°C sobre la superficie exterior de un tubo horizontal de 8 m de largo y 1.2 cm de diámetro que se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-95I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-95I Vapor saturado de agua a 100°F se condensa sobre una placa vertical de 4 ft de alto que se mantiene a 80°F. Determine las razones de la transferencia de calor del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-94 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-94 Se hierve agua a 100°C por medio de un alambre horizontal de resistencia, de 80 cm de largo y 2 mm de diámetro, hecho de acero inoxidable corroído químicamente. Determine a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-93I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-93I Repita el problema 10-92I para un diámetro de tubo de 2 in. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-92I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-92I El condensador de una planta generadora que funciona con vapor opera a una presión de 0.95 psia. Este condensador consta de 100 tubos horizontales dispuestos en un arreglo cuadrado de 10…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-91 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-91 Se va a condensar vapor saturado de isobutano en una planta generadora geotérmica binaria, en el exterior de un arreglo de ocho tubos horizontales. Determine la razón entre las razones de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-90 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-90 Se hierve agua a 100°C por medio de un elemento esférico de calentamiento fabricado de platino, de 8 cm de diámetro y con una emisividad de 0.10, sumergido en el agua.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-89 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-89 Vapor de agua a 40°C se condensa sobre el exterior de un tubo horizontal delgado de cobre con diámetro de 3 cm, mediante agua de enfriamiento que entra en el tubo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-88 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-88 Vapor saturado de amoniaco, a 25°C, se condensa sobre la superficie exterior de 16 tubos de pared delgada, de 2.5 cm de diámetro, dispuestos horizontalmente en un arreglo cuadrado de 4…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-87 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-87 Se hierve agua a 120°C en una olla de presión de acero inoxidable mecánicamente pulido, colocada sobre la parte superior de una unidad de calentamiento. La superficie interior del fondo de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-86 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-86 Vapor saturado de amoniaco a 25°C se condensa sobre la superficie exterior de un tubo vertical de 2 m de longitud y 3.2 de diámetro externo a 15°C. Determine a) el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-85 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-85 Vapor de amoniaco saturado a una presión de 1 003 kPa se condensa a medida que pasa por un tubo de 25 mm. La longitud del tubo es de 0.5 m…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-84 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-84 Por una barra metálica cilíndrica de 2 mm de diámetro y 0.5 de emisividad se hace pasar una corriente eléctrica. La barra se sumerge en posición horizontal en el agua a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-83 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-83 Durante un proceso de tratamiento de calor, una barra de acero cilíndrica de 20 mm de diámetro y una longitud de 200 mm fue retirada de un horno cuando alcanzó una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-82 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-82 Una mezcla de agua y aire fluye en un tubo con un diámetro de 25.4 mm. La mezcla bifásica ingresa al tubo a 15°C y sale a 75°C, mientras que la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-81 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-81 Una mezcla entre petróleo y gas natural se transporta en una tubería con un diámetro de 102 mm. La tubería se ubica en un terreno que ocasiona que tenga un ángulo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-80 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-80 Una mezcla de aire y agua fluye en un tubo inclinado a 5°C que tiene un diámetro de 25.4 mm. La mezcla bifásica ingresa al tubo a 25°C y sale a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-79 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-79 Un tapón de aire y agua fluye por un tubo horizontal de 25.4 mm de diámetro en una condición de microgravedad (menos de 1% de la gravedad normal de la Tierra).…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-78 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-78 Considere una mezcla de flujo de aire-agua en un tubo. De pronto el flujo de aire se detiene, de manera que sólo hay agua fluyendo en el tubo. Comenzando con la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-77 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-77 Un flujo bifásico no hirviente de aire y aceite de motor en un tubo de 25 mm de diámetro tiene una temperatura media de masa de 140°C. Si la calidad del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-76 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-76 Considere un flujo bifásico gas-líquido no hirviente en un tubo de 102 mm de diámetro, donde la velocidad superficial del gas es una tercera parte de la del líquido. Si las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-75 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-75 Considere un flujo bifásico no hirviente de gas-líquido en un tubo, donde la relación de la razón de flujo de masa es m· l /m· g
300. Determine la calidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-74 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-74 Vapor saturado de agua a una presión de 12.4 kPa se condensa sobre un arreglo de 100 tubos horizontales, cada uno con un diámetro de 8 mm y una longitud de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-73TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-73 Vapor saturado de agua a una presión de 12.4 kPa se condensa sobre 100 tubos horizontales en un arreglo rectangular de 5 tubos a lo alto y 20 tubos a lo ancho,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-72 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-72 Se hace pasar vapor saturado de amoniaco, a 30°C, sobre 30 placas planas verticales, cada una de las cuales tiene 10 cm de alto y 25 cm de ancho. La temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 10-71 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 10-71 En un condensador horizontal, se usa un arreglo de 4  4 tubos que tienen un diámetro exterior de 5.0 cm y una longitud de 2.0 m. Vapor saturado de agua…