Problema 11-63 Cengel. Método LMTD.

Marco Antonio Chávez Rojo
26 May 202007:52

Summary

TLDREl script describe un proceso para resolver el problema 11 de calentar alcohol etílico utilizando un intercambiador de calor. Se detalla el uso de dos pasos por la coraza y ocho por los tubos, con el alcohol aumentando de 25 a 70 grados Celsius a una tasa de 2.1 kg/s. El intercambio de calor se realiza con agua, y se aplica el método de la diferencia logarítmica para calcular el flujo de calor. Se menciona la configuración de contracorriente y se utiliza una tabla para determinar el factor de corrección. El resultado es un área superficial de 13.94 metros cuadrados necesaria para el intercambio eficiente de calor.

Takeaways

  • 🔍 Se aborda el problema del intercambiador de calor para calentar alcohol etílico.
  • 🌡️ El alcohol se calienta de 25 a 70 grados Celsius a una razón de 2.1 kg/s.
  • 💧 El calentamiento se realiza utilizando agua como fluido de calor.
  • 🚰 El agua entra a 95 grados y sale a 45 grados, actuando como fluido caliente.
  • 🔨 El coeficiente de transferencia de calor total es de 950 W/m²K.
  • 📐 El área superficial de transferencia de agua y el intercambiador es fundamental para el cálculo.
  • 📈 Se utiliza el método de la diferencia logarítmica para calcular el flujo de calor.
  • 🔥 El flujo de calor se calcula como 252 kW para el alcohol.
  • 💦 La cantidad de energía transferida es la misma que absorbe el alcohol y la que transfiere el agua.
  • 📊 Se requiere determinar el factor de corrección para la configuración de dos pasos por la coraza y 18 pasos por los tubos.
  • 🏗️ El cálculo finaliza con la obtención de una superficie de 13.94 m² para el intercambio efectivo.

Q & A

  • ¿Cuál es el problema que se resuelve en el script?

    -El problema trata de calentar alcohol etílico utilizando un intercambiador de calor en dos pasos, con el objetivo de aumentar la temperatura del alcohol de 25 a 70 grados Celsius.

  • ¿Cuál es la razón de cambio de temperatura en el intercambiador de calor?

    -La razón de cambio de temperatura es de 2.1 kilogramos por segundo, lo que indica la cantidad de alcohol etílico que se calienta en el proceso.

  • ¿Cómo se calienta el alcohol en el intercambiador de calor?

    -El alcohol se calienta en los tubos del intercambiador de calor, utilizando agua como agente de calentamiento que fluye por la coraza del CP.

  • ¿Cuál es la temperatura de entrada y salida del agua en el intercambiador de calor?

    -El agua entra a 95 grados Celsius y sale a 45 grados Celsius, lo que indica la transferencia de calor del agua al alcohol etílico.

  • ¿Cuál es el coeficiente de transferencia de calor total en el intercambiador de calor?

    -El coeficiente de transferencia de calor total es de 950, lo que mide la eficiencia del intercambio de calor entre el agua y el alcohol etílico.

  • ¿Cómo se determina el flujo de calor en el intercambiador de calor?

    -El flujo de calor se determina utilizando la fórmula Q = m * cp * ΔT, donde Q es el flujo de calor, m es la masa del alcohol, cp es su capacidad calorífica específica y ΔT es la diferencia de temperatura.

  • ¿Cuál es la superficie de transferencia de calor utilizada en el cálculo?

    -La superficie de transferencia de calor es de 13.94 metros cuadrados, la cual se calcula utilizando el factor de corrección y la diferencia logarítmica de las temperaturas en los extremos del intercambiador.

  • ¿Qué es la diferencia logarítmica y cómo se utiliza en este caso?

    -La diferencia logarítmica es una técnica para calcular la disminución exponencial de la temperatura a lo largo del intercambiador de calor. Se utiliza para determinar la superficie de transferencia de calor y mejorar la precisión del cálculo.

  • ¿Qué es el factor de corrección y cómo se determina?

    -El factor de corrección es un valor que se utiliza para ajustar el cálculo de la superficie de transferencia de calor en intercambiadores de doble tubo o similares. Se determina a partir de tablas o fórmulas específicas para la configuración del intercambiador.

  • ¿Cómo se calcula la energía transferida al alcohol etílico y la energía que absorbe?

    -La energía transferida al alcohol y la energía que absorbe se calcula a partir del flujo de calor, el cual es igual a la energía que el agua transfiere al alcohol. Esto se deduce del coeficiente de transferencia de calor y las diferencias de temperatura.

  • ¿Qué se entiende por corriente contraflujo en el intercambiador de calor?

    -La corriente contraflujo es una configuración en la que el fluido caliente (agua) y el fluido frío (alcohol etílico) se mueven en direcciones opuestas a través del intercambiador de calor, lo que permite una mayor eficiencia en la transferencia de calor.

  • ¿Cuál es la importancia de las cuatro temperaturas mencionadas en el script?

    -Las cuatro temperaturas son cruciales para entender el funcionamiento del intercambiador de calor y para realizar los cálculos necesarios. Representan las temperaturas de entrada y salida del agua y del alcohol etílico, y son necesarias para aplicar el método de la diferencia logarítmica.

Outlines

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Mindmap

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Keywords

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Highlights

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Transcripts

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora
Rate This

5.0 / 5 (0 votes)

Etiquetas Relacionadas
Intercambiador de CalorAlcohol EtílicoDiferencia LogarítmicaCálculo TécnicoTransferencia de CalorContracorrienteFactor de CorrecciónIngeniería TérmicaFluido FríoFlujo de CalorÁrea SuperficialProceso Industrial