Capítulo 11. Intercambiadores de calor

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-119 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-119 Para un proceso se debe seleccionar un calentador de tubos y coraza para que caliente agua (cp
4 190 J/kg · °C) de 20°C hasta 90°C por medio de vapor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-118 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-118 Se va a enfriar aceite (cp
2 200 J/kg · °C) con un intercambiador, a razón de 13 kg/s, de 120°C hasta 40°C, por medio de aire. Determine la capacidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-117C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-117C Se debe seleccionar un intercambiador de calor para enfriar un producto químico líquido, a una razón específica, hasta una temperatura dada. Explique los pasos que intervienen en el proceso de selección.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-116C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-116C Se tienen dos intercambiadores de calor que pueden satisfacer las necesidades de transferencia de calor de una instalación. Uno es más pequeño y más económico pero requiere una bomba más grande,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-115C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-115C Se tienen dos intercambiadores de calor que pueden satisfacer las necesidades de transferencia de calor de una instalación. Los dos tienen las mismas necesidades de potencia de bombeo, la misma vida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-114 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-114 Aceite en un motor se enfría mediante aire en un intercambiador de calor de flujo cruzado, donde ambos fluidos no se mezclan. El aceite (cph
2 047 J/kg · K)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-113I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-113I Aceite se enfría de 180ºF a 120ºF en un intercambiador de calor de una coraza y 2 tubos con un coeficiente total de transferencia de calor de 40 Btu/h · ft2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-112 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-112 Vuelva a considerar el problema 11-111. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue los efectos de la temperatura de entrada del agua caliente y del coeficiente de transferencia de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-111 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-111 Agua fría (cp
4 180 J/kg · °C) que se dirige a una regadera entra en un intercambiador de tubo doble, de pared delgada y a contraflujo a 15°C, a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-110 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-110 Vuelva a considerar el problema 11-109. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue los efectos de la temperatura del vapor de agua en condensación y de los diámetros de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-109 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-109 Se va a condensar vapor de agua del lado de la coraza de un condensador de un paso por la coraza y ocho pasos por los tubos, con 50 tubos en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-108 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-108 Se usa un intercambiador de calor de casco y tubos con 2 pasos por el casco y 8 pasos por los tubos para calentar alcohol etílico (cp
2 670 J/kg…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-107 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-107 Un intercambiador de flujo cruzado consta de 40 tubos de pared delgada de 1 cm de diámetro ubicados en un ducto con sección transversal de 1 m  1 m. No…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-106 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-106 Se va a calentar glicerina (cp
2 400 J/kg · °C) a 20°C y a razón de 0.5 kg/s, por medio de etilenglicol (cp
2 500 J/kg · °C)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-105 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-105 Agua fría (cp
4 180 J/kg · °C) entra en los tubos de un intercambiador de calor con 2 pasos por el casco y 23 pasos por los tubos, a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-104I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-104I Se va a usar un intercambiador de calor de tubo doble de pared delgada para enfriar aceite (cp
0.525 Btu/lbm · °F), desde 300°F hasta 105°F, a razón de 5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-102 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-102 Se va a calentar agua (cp
4 180 J/kg · °C) por medio de aire calentado (cp
1 010 J/kg · °C) mediante energía solar, en un intercambiador de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-103 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-103 Vuelva a considerar el problema 11-102. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue los efectos del gasto de masa del agua y de la longitud del tubo sobre las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-101 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-101 Se usa agua de un lago como el medio de enfriamiento en una planta termoeléctrica. Para lograr la condensación de 3.2 kg/s de vapor de agua que sale de la turbina,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-100 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-100 Entra agua fría (cp
4.18 kJ/kg · °C) a un intercambiador de calor de flujo cruzado a 14°C, a razón de 0.35 kg/s, en donde se calienta por medio de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-99 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-99 Se usa un intercambiador de calor de flujo cruzado, aire a agua, con una efectividad de 0.65 para calentar agua (cp
4 180 J/kg · °C) con aire caliente (cp…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-98 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-98 Agua caliente (cph
4 188 J/kg · K) con una razón de flujo de masa de 2.5 kg/s a 100ºC ingresa a un intercambiador de calor en contraflujo con un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-97 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-97 Vapor saturado de agua a 100ºC se condensa en un intercambiador de calor de una coraza y 2 tubos con un área superficial de 0.5 m2 y un coeficiente total de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-96I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-96I Entra agua caliente a un intercambiador de doble tubo, agua hacia aceite, a contraflujo a 190°F y sale a 100°F. El aceite entra a 70°F y sale a 130°F. Determine cuál…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-95 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-95 Considere un intercambiador de calor de doble tubo, aceite hacia aceite, cuya disposición del flujo no se conoce. Las mediciones de temperatura indican que el aceite frío entra a 15°C y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-94 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-94 Aceite caliente (cp
2 200 J/kg · °C) se va a enfriar por medio de agua (cp
4 180 J/kg · °C) en un intercambiador de calor de 2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-93 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-93 Entra aire (cp
1 005 J/kg · °C) a un intercambiador de calor de flujo cruzado a 20°C, a razón de 3 kg/s, en donde se calienta por medio de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-92 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-92 Se vaporiza etanol a 78°C (hfg
846 kJ/kg) en un intercambiador de tubo doble y flujo paralelo, a razón de 0.04 kg/s, por medio de aceite caliente (cp
2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-91 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-91 Agua (cp
4 180 J/kg · °C) entra en el tubo con diámetro interno de 2.5 cm de un intercambiador de tubo doble y a contraflujo, a 20°C, a razón…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-90 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-90 El radiador de un automóvil es un intercambiador de calor de flujo cruzado (UAs
10 kW/K) en el que se usa aire (cp
1.00 kJ/kg · K) para enfriar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-89 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-89 En un intercambiador de calor de una coraza y 2 tubos, entra agua fría a una temperatura de 20ºC, se calienta mediante agua caliente que entra a 80ºC. Las razones de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-88 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-88 Un intercambiado de calor de flujo cruzado con ambos fluidos sin mezclarse, tiene un coeficiente total de transferencia de calor de 200 W/m2 · K y el fluido caliente tiene una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-87I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-87I Un intercambiador de calor de una coraza y 2 tubos tiene un coeficiente total de transferencia de calor de 300 Btu/h· ft2 · ºF. El fluido del lado de la coraza…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-86C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-86C Considere un intercambiador de calor que tiene un NTU de 0.1. Alguien propone que se triplique el tamaño del intercambiador para triplicar el NTU hasta 0.3 con el fin de incrementar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-85C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-85C Considere un intercambiador de calor que tiene un NTU de 4. Alguien propone que se duplique el tamaño del intercambiador para, de este modo, duplicar el NTU hasta 8 con el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-84C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-84C ¿Cómo se define el NTU de un intercambiador de calor? ¿Qué representa? ¿Un intercambiador con un NTU muy grande (digamos, 10) es lo suficientemente bueno como para comprarlo? Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-83C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-83C Considere dos intercambiadores de calor de tubo doble y a contraflujo que son idénticos, excepto en que uno tiene el doble del largo del otro. ¿Cuál de los dos es más…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-82C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-82C Considere un intercambiador de calor de casco y tubos, agua hacia agua, con gastos idénticos de masa para las corrientes de agua caliente y de fría. Ahora el gasto del agua…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-81C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-81C Considere un intercambiador de calor de doble tubo y a contraflujo. Con el fin de mejorar la transferencia de calor se duplica la longitud del intercambiador. ¿Piensa el lector que también…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-80C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-80C ¿En qué condiciones un intercambiador de calor a contraflujo puede tener una efectividad de uno? ¿Cuál sería la respuesta del lector para un intercambiador de flujo paralelo? Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-79C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-79C Explique de qué manera se puede determinar la velocidad máxima posible de transferencia de calor Q · máx en un intercambiador, cuando se especifican los gastos de masa, los calores específicos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-78C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-78C Considere un intercambiador de calor en el cual los dos fluidos tienen los mismos calores específicos pero gastos de masa diferentes. ¿Cuál de los dos fluidos experimentará un cambio más grande…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-77C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-77C ¿Puede elevarse la temperatura del fluido frío por encima de la de entrada del fluido caliente en algún lugar en un intercambiador de calor? Explique. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-76C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-76C ¿Puede caer la temperatura del fluido caliente por debajo de la de entrada del fluido frío en algún lugar en un intercambiador de calor? Explique. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-75C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-75C Explique de qué manera puede evaluar las temperaturas de salida de los fluidos frío y caliente en un intercambiador después de que se determina su efectividad. Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-74C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-74C Para una pareja de fluidos, temperaturas de entrada y gastos de masa específicos, ¿qué clase de intercambiador de calor tendrá la efectividad más alta: el de doble tubo y flujo paralelo,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-73C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-73C ¿Qué representa la efectividad de un intercambiador de calor? ¿Puede ser la efectividad mayor que uno? ¿De qué factores depende la efectividad de un intercambiador? Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-72I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-72I Se va a diseñar un intercambiador de calor de un solo paso para calentar 100 000 lbm de agua en una hora de 60ºF a 100ºF mediante la condensación de vapor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-71 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-71 Un intercambiador de calor contiene 400 tubos con diámetro interno de 23 mm y diámetros externos de 25 mm. La longitud de cada tubo es de 3.7 m. La diferencia media…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 11-70 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 11-70 En una planta textil se va a usar el agua de desecho del teñido (cp
4 295 J/kg · °C) que está a 80°C para precalentar agua fresca (cp
…