Problema 11-44 Cengel. Método LMTD.

Marco Antonio Chávez Rojo

25 May 202003:29

Summary

TLDREl script describe el proceso de calcular el coeficiente total de transferencia de calor mediante el método de la media logarítmica de diferencias de temperaturas. Se utiliza un ejemplo donde el carbono se enfría en un tubo de doble flujo mientras el agua fluye en contraflujo. Con datos proporcionados como las temperaturas de entrada y salida, el flujo de carbono y agua, y las características del tubo, se calcula el área superficial y finalmente se determina el coeficiente de transferencia de calor, resultando en un valor de 2311.

Takeaways

📚 Se presenta un problema para ilustrar el uso del método de la media logarítmica en el intercambio de calor.
🔄 El problema describe un flujo de carbono con un enfriamiento de 720 kg/h desde 150 ºC a 40 ºC.
💧 El intercambiador de calor es de doble flujo, con agua entrando a 10 ºC y saliendo a una temperatura desconocida.
📏 El tubo tiene un diámetro exterior de 2.5 cm y una longitud de 6 metros.
🔢 Se pide calcular el coeficiente total de transferencia de calor.
📈 Para resolver el problema, se requiere conocer las temperaturas de entrada y salida de los fluidos calientes y fríos.
🔥 El calor transferido del fluido caliente al frío es fundamental para determinar la temperatura de salida del fluido frío.
📊 Se utilizan las diferencias de temperatura para calcular la media logarítmica, la cual es necesaria para hallar el coeficiente de transferencia.
🌡️ La temperatura de entrada y salida del fluido frío se determina a partir de la cantidad de calor y la relación con su capacidad termodinámica (cp).
🧮 El cálculo de la área superficial del tubo es esencial para determinar el coeficiente de transferencia de calor.
🎯 El resultado final del coeficiente global de transferencia de calor es de 2311.

Q & A

¿Qué método se utiliza para ilustrar el problema?
-El método de la media logarítmica.
¿Cuál es el flujo de carbono que se menciona en el problema?
-El flujo de carbono se enfría a una razón de 720 kilogramos por hora.
¿De qué temperatura se enfría el carbono en el problema?
-El carbono se enfría de 150 grados Celsius a 40 grados Celsius.
¿Cuál es el flujo de agua en el intercambiador de calor?
-El flujo de agua es de 540 kilogramos por hora.
¿De qué temperatura comienza el agua en el intercambiador de calor?
-El agua comienza a 10 grados Celsius.
¿Cuál es el diámetro exterior del tubo interior?
-El diámetro exterior del tubo interior es de 2.5 centímetros.
¿Cuál es la longitud del tubo interior?
-La longitud del tubo interior es de 6 metros.
¿Qué se quiere calcular en el problema?
-Se quiere calcular el coeficiente total de transferencia de calor.
¿Cuál es la cantidad de tiempo que se utiliza para el flujo mágico?
-El flujo mágico se mide en 3600 segundos.
¿Cómo se calcula la cantidad de calor transferido al fluido frío?
-El calor transferido al fluido frío se calcula dividiendo el flujo mágico por el cp y sumando a la temperatura de entrada.
¿Cómo se determinan las temperaturas de entrada y salida del fluido frío?
-Se determinan utilizando la diferencia de temperaturas y el flujo de calor, teniendo en cuenta que el intercambiador de calor es de contraflujo.
¿Cuál es el área superficial que se calcula para el tubo?
-El área superficial se calcula por el diámetro y la longitud del tubo.
¿Cuál es el coeficiente global de transferencia de calor que se obtiene al final del cálculo?
-El coeficiente global de transferencia de calor es de 2311.

Outlines

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🔢 Cálculo del coeficiente total de transferencia de calor

En este párrafo se describe el proceso para calcular el coeficiente total de transferencia de calor en un intercambiador de calor de doble efecto a contraflujo. Se menciona un flujo de carbono de 720 kg/h que se enfría de 150 a 40 grados Celsius, y el agua de 540 kg/h que se calienta de 10 grados Celsius. Se proporcionan los datos necesarios para el cálculo, incluyendo el diámetro y la longitud del tubo, y se indica cómo se determinan las temperaturas de entrada y salida para ambos fluidos. Finalmente, se calcula el área superficial del tubo y se obtiene el coeficiente global de transferencia, que es de 2311.

Mindmap

Keywords

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Highlights

Aplicación del método de la media logarítmica para resolver un problema de transferencia de calor.

Ejemplo práctico de un flujo de carbono en un intercambiador de calor de doble flujo.

El carbono se enfría de 150 a 40 grados Celsius a una velocidad de 720 kg/hora.

La agua entra al intercambiador a 10 grados Celsius a una velocidad de 540 kg/hora.

El diámetro exterior del tubo es de 2.5 cm y su longitud es de 6 metros.

El cálculo del coeficiente total de transferencia de calor es una de las metas del problema.

Se tiene información sobre el flujo magnético y las temperaturas de entrada y salida del fluido caliente.

Se utiliza la diferencia de temperaturas para calcular el flujo de calor.

La temperatura de salida del fluido frío se determina dividiendo el calor entre m·c·p.

Se calculan las diferencias de temperatura en un extremo y en otro para el intercambio de calor.

El uso de la media logarítmica para calcular las diferencias de temperatura es un paso clave en el proceso.

El cálculo del área superficial del tubo se realiza a partir de su diámetro y longitud.

El resultado del coeficiente global de transferencia de calor es de 2311.

El problema planteado es un ejemplo de cómo se puede aplicar la teoría del intercambio de calor en situaciones prácticas.

El proceso de resolución del problema involucra la aplicación de conceptos fundamentales de termodinámica y transferencia de calor.

El problema aborda el tema de la eficiencia energética en la industria y su importancia en el diseño de sistemas de intercambio de calor.