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Turbomáquinas 2019
30/ABR/2019
Guía de ejercicios
Intercambiadores de Calor
1) Considerar el intercambiador de calor que se indica en el diagrama.
El mismo aprovecha el vapor residual de una central térmica para calentar agua.
El mismo consta de dos tubos concéntricos. Por el de adentro circula el agua caliente y
por el de afuera en el mismo sentido de circulación circula el agua fría a ser calentada.
Ambas corrientes de agua circulan a presión atmosférica.
Si en la rama caliente entra vapor de agua a 100C ( es decir, saturado) , saliendo una
mezcla de líquido y vapor en equilibrio termodinámico.
Calcule, detallando las hipótesis adoptadas en cada caso:
a) Temperatura de salida de la rama fría.
b) Título a la salida en la rama caliente.
Determine, justificado sus respuestas en cada caso:
c) Según la clasificación vista de calderas, ¿Este intercambiador de calor sería del tipo
humotubular o acuotubular?
d) Desde el Punto de vista termodinámico, viendo el intercambiador de calor en forma
integral, ¿Usted diría que es más bien adiabático o isoentrópico?
e) En el tubo que circula el agua fría, estime el valor de la diferencia de temperaturas
entre la pared interior y exterior.
f)En el tubo de mayor diámetro que circula el agua y vapor, estime un valor para las
perdidas de calor por radiación, suponiendo que emite igual que un cuerpo negro y el
entorno se encuentra a 30°C.
Dc
wh
Tn
Dt
wc
Tc in
L
Datos:
wc
0.1 kg/s
Caudal rama fría.
Tcin
10 C
Temperatura de entrada en la rama fría.
wh
2 kg/s
Caudal rama caliente.
Thin
100 C
Temperatura de la rama caliente.
Dc
0.045 m
Diámetro del tubo exterior.
Dt
0.025 m
Diámetro medio del tubo interior.
e
2 mm
Espesor de tubos.
k
15 W/m/K
Conductividad del material de los tubos.
L
10m
Largo de los tubos.
2) Considerar el condensador de una planta termoeléctrica, compuesto de 30000
tubos de dos pasos cada uno. Cada tubo de espesor de pared despreciable y
una pulgada de diámetro.
El vapor condensa del lado de la coraza con un coeficiente de convección de
11000 W/m2K y la potencia total del condensador es de 2000MW. El agua de
rio se encuentra a 20 grados Celsius y la temperatura del condensado es de 50
grados Celsius.
El Caudal por tubo es de 1kg/s
Se pide:
a) Temperatura de salida del condensador
b) Presión absoluta aproximada del condesado
c) Longitud de cada paso de tubo
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