Eg052 ntu

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Eg052 ntu

  1. 1. Diseño de intercambiadores mediante el método NTU Ejercicio guiado
  2. 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. 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. 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. 5. 1. Obtener los valores de Cfrío y Ccaliente resolución 2. Obtener Cmín
  6. 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. 7. resolución 6. Calcular la eficiencia haciendo uso de la tabla adecuada 0,75
  8. 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. 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. 10. gracias • Gracias www.mondragon.edu/muplus

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