5-75 A una cámara de mezclado entra una corriente de agua caliente a 80°C con un flujo másico 5-75 A másico de 0.5 kg/s, donde se mezcla con una corriente de agua fría a 20°C. Si s e desea que la mezcla s alga de la cámara a 42°C, determine el flujo másico de la corriente de agua fría. Suponga que las corrientes están a una presión de 250 kPa.
Agua líquida que está a 300 kPa y 20°C se calienta calienta en una cámara, mezclándola con vapor sobrecalentado a 300 kPa y 300°C. El agua fría entra a la cámara a una tasa de 1.8 kg/s. Si la mezcla sale de la cámara de mezclado a 60°C, determine el flujo másico requerido del vapor sobrecalentado
5-77 En las termoeléctricas, los calentadores de agua de alimentación abiertos se utilizan con frecuencia para calentar e lagua mezclándola con vapor extraído de la turbina en algúna etapa intermedia. Considere un calentador de este tipo que opera a una presión de 1 000 kPa, con el que se calentará aguade alimentación a 50°C y 1 000 kPa mediante vapor sobre calentado a 200°C y 1 000 kPa. En un calentador ideal de aguade alimentación, la mezcla sale de éste como líquido saturado a la presión del agua de alimentación. Determine la relación de los flujos másicos de ésta y del vapor sobrecalentado.
5-78E En una cámara se calienta agua que está a 50°F y 50 psia mezclándola con vapor saturado de agua a 50 psia. Si ambas corrientes entran a la cámara de mezclado con el mismo flujo másico, determine la temperatura y la calidad del vapor que sale.
5-79 Se mezclan dos corrientes de refrigerante 134a, una está a 1 MPa y 12°C y la otra a 1 MPa y 60°C. Si el flujo másico de la corriente fría es el doble de la caliente, determine la temperatura y la c alidad de la corriente de salida
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5-81 En un condensador y con el uso de aire se enfriará refrigerante 134a de 1 MPa y 90°C hasta 1 MPa y 30°C. El aire entra a 100 kPa y 27°C con un flujo volumétrico de 600 m 3/min y sale a 95kPa y 60°C. Determine el flujo másico del refrigerante.
5-82E A la sección del evaporador de un sistema de aire acondicionado y de una ventana entra aire a 14.7 psia y 90°F con un flujo volumétrico de 200 pies 3/min. Al mismo evaporador entra refrigerante 134a a 20 psia con una calidad de 30 por ciento a una tasa de 4 lbm/min, y sale como vapor saturado a la misma presión. Determine a) la temperatura de salida del aire y b) la tasa de transferencia de calor desde el aire.
b) 5-83 En un condensador se enfría mediante agua refrigerante 134a a 700 kPa, 70°C y 8 kg/min hasta que existe como líquido saturado a la misma presión. El agua de enfriamiento entra al condensador a 300 kPa y 15°C y sale a 25°C a la misma presión. Determine el f lujo másico del agua de enfriamiento requerido para enfriar el refrigerante.
5-84E En un sistema de calefacción se calienta aire al pasar sobre unos tubos dentro de los cuales fluye vapor en régimen permanente. El vapor entra al intercambiador de calor a 30 psia y 400°F a una tasa de 15 lbm/min y sale a 25 psia y 212°F. El aire entra a 14.7 ps ia y 80°F y sale a 130°F. Determine el flujo volumétrico del aire en la entrada.
5-85 Al condensador de una termoeléctrica entra vapor a 20 kPa con una calidad de 95 por ciento y un flujo másico de 20 000 kg/h. Después se enfría con agua de un río cercano que se hace circular por los tubos dentro del condensador. Para evitar la contaminación térmica, no se permite que el agua del río experimente un aumento de temperatura superior a los 10°C. Si el vapor debe salir del condensador como líquido saturado a 20 kPa, determine el flujo másico de agua de enfriamiento requerido.
5-86 En el condensador de una termoeléctrica se condensará vapor a una temperatura de 50°C mediante el uso de agua de enfriamiento de un lago cercano, la cual entra a los tubos del condensador a 18°C a una tasa de 101 kg/s y sale a 27°C. Determine la tasa de condensación del vapor en el condensador
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5-88 Un intercambiador de calor calentará agua ( c p _ 4.18 kJ/kg · °C) de 25 a 60°C a una tasa de 0.2 kg/s. El calentamiento se llevará a cabo mediante agua geotérmica ( c p _ 4.31 kJ/kg · °C) disponible a 140°C y con un flujo másico de 0.3 kg/s. Determine la tasa de transferencia de calor en el intercambiador de calor y la temperatura de salida del agua geotérmica.
5-89 En un intercambiador de calor se va a enfriar etilenglicol ( c p _ 2.56 kJ/kg · °C) que fluye a una tasa de 2 kg/s de 80°C a 40°C, mediante agua ( c p _ 4.18 kJ/kg · °C) que entra a 20°C y sale a 55°C. Determine a) la tasa de transferencia de calor y b) el flujo másico de agua.
5-91 Un intercambiador de calor de contraflujo de doble tubo y pared delgada se usa para enfriar aceite (c p _ 2.20 kJ/kg · °C) de 150 a 40°C a una tasa de 2 kg/s mediante agua ( c p _ 4.18 kJ/kg · °C), la cual entra a 22°C a una tasa de 1.5 k g/s. Determine la tasa de transferencia de calor en el intercambiador y la temperatura de salida del agua.
5-92 Agua fría (c p _ 4.18 kJ/kg · °C) que se dirige a una regadera entra a un intercambiador de calor de contraflujo de doble tubo y pared delgada a 15°C a una tasa de 0.60 kg/s y se calienta a 45°C mediante agua caliente ( c p _ 4.19 kJ/kg · °C) que entra a 100°C a una tasa de 3 kg/s. Determine la tasa de transferencia de calor en el intercambiador y la temperatura de salida del agua caliente.
5-93 En un intercambiador de flujo cruzado se precalentará aire ( c p _ 1.005 kJ/kg · °C) mediante gases de escape calientes, antes de que entre al horno. El aire ingresa al intercambiador de calor a 95 kPa y 20°C a una tasa de 0.8 m 3/s. Los gases de combustión ( c p _ 1.10 kJ/kg · °C) entran a 180°C a una tasa de 1.1 kg/s y salen a 95°C. Determine la tasa de transferencia de calor hacia el aire y su temperatura de salida.
5-94 Un intercambiador de calor de coraza y tubo, bien aislado, se usa para calentar agua ( c p _ 4.18 kJ/kg · °C) en los tubos de 20 a 70°C a una tasa de 4.5 kg/s. El c alor se suministra mediante aceite caliente (c p _ 2.30 kJ/kg · °C) que entra del lado de la coraza a 170°C a una tasa de 10 kg/s. Determine la tasa de transferencia de calor en el intercambiador y la temperatura de salida del aceite.
5-95E Se condensa vapor a 85°F en el lado de la coraza de un intercambiador de calor. Agua de enfriamiento entra a los tubos a 60°F a una tasa de 138 lbm/s y sale a 73°F. Si se supone que el intercambiador de calor está bien aislado, determine la tasa de transferencia de calor en el intercambiador y la tasa de condensación del vapor.
5-96 Un sistema de aire acondicionado requiere mezclar aires frío y tibio del exterior antes de enviar la mezcla a una habitación en operación estable. El aire f río entra a la cámara de mezclado a 5°C y 105 kPa a una tasa de 1.25 m 3/s, mientras que el tibio lo hace a 34°C y 105 kPa. El a ire sale de la habitación a 24°C. La relación de los flujos másicos de ambas corrientes es 1.6. Por medio de calores específicos variables, determine a) la temperatura de mezcla en la entrada de la habitación y b) la tasa de ganancia de calor de la habitación.
5-97 Los gases de escape calientes emitidos por una máquina de combustión interna se usarán para producir vapor de agua saturado a 2 MPa de presión. Los gases de escape entran al intercambiador de calor a 400°C a una tasa de 32 kg/min mientras que el agua entra a 15°C. El intercambiador no está bien aislado y se estima que 10 por ciento del calor que ceden los gases de escape se pierde en los alrededores. Si el flujo másico de los gases de escape es 15 veces el del agua, determine a) la temperatura de los gases de escape en la salida del intercambiador de calor y b) la tasa de transferencia de calor al agua. Use las propiedades de calor específico constante del aire para los gases de escape.
