1. Diseño de intercambiadores mediante el
método NTU
Ejercicio guiado

2. Enunciado
Un intercambiador de calor de flujos cruzados, con ambos fluidos sin
mezcla, tiene una superficie de intercambio A igual a 8,4 m2; los
fluidos que se utilizan son los siguientes,
o Aire, de calor específico 1005 J/kg·ºC
o Agua, de calor específico 4180 J/kg·°C
El aire entra en el intercambiador a 15°C, a razón de 2 kg/seg
El agua entra a 90°C a razón de 0,25 kg/seg
El coeficiente global de transmisión de calor tiene un valor de 250
W/m2·ºC.
Determinar
a) Las temperaturas de salida de ambos fluidos
b) El calor intercambiado

3. metodología
• Datos: geometría del intercambiador
– Área de intercambio
– Forma
– Temperaturas y caudales de entrada
• Incógnitas:
– Temperaturas de salida
– Calor intercambiado
Dado que se conoce la geometría, y no las
temperaturas, se emplea el método NTU

4. metodología
1. Obtener Cmín
2. Obtener el valor del coeficiente global de transmisión U
Cálculo de coeficientes de convección si fuesen necesarios
3. Calcular el valor de NTU y del cociente Cmáx/Cmín
4. Obtener el valor de la eficiencia, haciendo uso de la tabla
correspondiente a la geometría
5. Obtener el valor del calor intercambiado, haciendo uso de
la eficiencia
6. Igualar dicho calor intercambiado, al calor absorbido o
cedido por cada fluido
7. Despejar el valor de las temperaturas de salida

5. 1.
Obtener los valores de Cfrío y Ccaliente
resolución
2. Obtener Cmín

6. resolución
Nota: en este caso, se trata
de un dato. De no ser
así, habría que calcular los
Uvalores de h exterior e
= 250 W/m2·K
interior, si fuese necesario.
3.
Obtén el valor del coeficiente global
de transmisión de calor U
4.
5.
Calcula el valor de NTU
Calcula el valor de Cmín/Cmáx

7. resolución
6.
Calcular la eficiencia haciendo uso
de la tabla adecuada
0,75

8. 7.
Despejar los valores de las
temperaturas buscadas
resolución
Ccaliente· Tcaliente Cagua·(TC1 TC 2 )
Cmin·(TC1 TF1 ) Cmin (TC1 TF1 )
1 90º C TC 2
0,75 ·
TC 2 33,75º C
1 90º C 15º C
Q frio
C frio · T frio
Caire ·(TF 2 TF1 )
0,75
Qmax Cmin·(TC1 TF1 ) Cmin (TC1 TF1 )
2010 TF 2 15º C
0,75
·
TC 2 44,24º C
1045 90º C 15º C
Qcaliente
0,75
Qmax
El fluido frio pasa de 15ºC a 44ºC, y el caliente de 90 a 33ºC. El caliente sufre mayor
descenso de temperatura que el incremento que sufre el frío; esto es lo esperado, ya
que el fluido que tiene un C menor es en el que más varía la temperatura

9. resolución
8.
Con las temperaturas conocidas,
calcular el calor
Qcaliente
Ccaliente· Tcaliente
W
2010 ·( 44,24 15)º C
ºC
Q frio
C frio · T frio
58781,25W
W
1045 ·(90 33,75)º C
ºC
58781,25W

10. gracias
• Gracias
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