1. INTERCAMBIADORES DE CALOR

2. 11.14 Un intercambiador de calor de tubos concéntricos para enfriar aceite
lubricante se compone de un tubo interior de pared delgada de 25mm de
diámetro que conduce agua y de un tubo exterior de 45mm de diámetro que
conduce aceite. El intercambiador opera en contra flujo con un coeficiente global
de transferencia de calor de 60W/m2K y con las propiedades promedio que se
tabulan
a) Si la temperatura de salida del aceite es 60°C, determine la transferencia
total de calor y la temperatura de salida del agua.
b) Determine la longitud del intercambiador de calor que se requiere.

3. 1) Esquema del problema
2) Asumiendo condiciones
• La perdida de calor insignificante para el entorno.
• Cambios de energía cinética y potencial insignificante.
• La resistencia termina insignificante debido al espesor de la
pared del tubo.

4. 3) Conociendo propiedades
4) Análisis
4.a) Con la temperatura de salida, Tc , 0 60 C a partir de un balance global de
energía en el calor (aceite) de líquido, encontrar:
q m0 h ch (Th,i Th,0 ) 0.1kg / s 1900J / Kg.K (100 60) C 7600W
De un balance de energía en frio ( el agua) de liquido ,encontrar

5. q 7600 w
Tc ,0 Tc ,i 30 C 48 .1 C
m 0 c .Cc 0.1Kg / s 4200 J / Kg .K
4.b) Utilizando el método LMTD, la longitud del intercambiador de calor CF sigue
desde.
q
q UA Tlm ,CF U ( DL ) Tlm ,CF L
U ( D ) Tlm ,CF
T1 T2 (60 30 ) C (100 48 .1) C
Tlm ,CF 40 .0 C
ln( T 1 / T 2) ln(30 / 51 .9)
7600W
L 40.3m
60W
2
( 0.025m).40 C
m .K

6. 5) Otro método NTU Cmin Ch 190W / K
Cmax Cc 420W / K
Por lo tanto
W
qmax Cmin (Th,i Tc ,i ) 190 (100 30) K 13300W
K
q C min
0.571 Cr 0.452
q max C max
UA 1 1 1 0.571 1
NTU ln( ) ln( ) 1.00
Cmin Cr 1 Cr 1 0.452 1 0.571 0.452 1
UA Cm in
C min 190W / K
A 3.166m 2
U 60W / m 2 K
A 3.166m 2
A DL L 40.31m
D 0.025m