SOLUCIONARIO DE EXAMENES PRQ203 Operaciones Unitarias II PRIMER PARCIAL Semestre 2/!!"(27/X/1997) # Una esfera de acero inoxidable de 8 cm. de diámetro, se encuentra al ambiente a 20 !. "o # 2.$% &'U/" ft2 . l calor *enerado uniformemente en el interior de la esfera es de 1 +/m-. !alcule la temeratura en el centro de la esfera en r*imen ermanente. 2# A$%a por e& interior 'e %n t%(o 'e acero 'e ) Cat# *0 tiene +i,-0 .C i,** +U/ 1t2 . +a,20.C o,2# +U/ 1t2 .# Si se rec%(re con %na capa 'e amianto 4,0#05 +U/ 1t. 'e ) 'e espesor# 6Ca&c%&e U o re1eri'o a& 7rea e8terior 'e& t%(o 'esn%'o re1eri'o a& 7rea e8terior 'e& ais&ante# Dem%estre 9%e am(os coe1icientes 'an &a misma trans1erencia 'e ca&or por metro 'e &on$it%':# 3# 'eora a# xliue la teora de electrones libres. (# 3efina caa lmite trmica c# l coeficiente de elcula " 4de u es funci5n6. '# 4!ual es el fundamento fsico de los suercondu ctores6. Semestre /!!*(129//1998) 5# Un tanue cilndrico de acero, taado de 1 m. de diámetro 1.% m. de alto, contiene a*ua caliente a 100! con "i # 1%0 &'U/" ft2 . sta exuesto al medio ambiente a 1%! 1%! "o # % &'U/" ft 2 aislado con lana de :idrio de 1;. 4a :arilla está exuesta al medio ambiente 'a#1%! "o # 10 &'U/" ft 2 . 4!uál la temeratura mnima a ue distancia se encuentra del extremo de -00 !6. Semestre 2/!!*(9/X/1998) ;# t/min., 4
!# Un tubo cailar de :idrio de 0.% cm. de diámetro interior, 1 mm. de esesor 20 cm. de lar*o, contiene mercurio a 20!. @e introduce a a*ua caliente a 100 ! con "i # 100 &'U/" ft2 . 4B u altura ascenderá el mercurio en un u n minuto6. 0# Un tanue cilndrico taado de 2 m. de diámetro - m. de alto, lleno de a*ua caliente caliente a $0!. "i # 1%0 &'U/" ft2 , tiene un serentn de - :ueltas de 1.% m. de diámetro con un tubo de cobre de 2; ?@ !at. A0, el cual contienen :aor saturado de a*ua a % atm. l tanue está aislado con 1; de asbesto exuesto al medio ambiente a 1% !. "o # % &'U/" ft2 . a# 4!uál será la temeratura de a*ua desus de una "ora6. (# 4!uál será la temeratura del a*ua en el euilibrio, desus de transcurrido muc"o tiemo6. Semestre 2/!!!(A/X/1999) # !alcular la rdida de calor de una c"imenea de secci5n cuadrada de A0xA0 cm. exterior con un esesor de 1% cm. de ladrillo con " i # 100 &'U/" ft2 . 'i#-00 !, "o # % &'U/" ft2 . 'a#20 !. 2# Una tubera de -;?@ !at.A0 aislada con 2; de lana de :idrio, conduce :aor saturado saturado de a*ua a 1%0!. rodeado al medio ambiente ambiente a 1% !. "o # 10 &'U/" ft2 . 4b/" de los "umos calientes de un "orno a -00 ! con !i#0. "i # % &'U/" ft 2 ., "o # 10 &'U/" ft 2 . 'a#20 !. a# 4a tubera está aislada con 1; de un aislante desconocido rodeada al medio ambiente a 20 !. "o # % &'U/" ft2 . 4
c# 4a tubera está sumer*ida en una iscina a 1%!. "o # 70 &'U/" ft2 . 4!uál es la temeratura de salida del a*ua caliente u cantidad de calor se transfiere6. 20# Un tanue esfrico de % m. de diámetro 1; de esesor "ec"o de acero, almacena a*ua caliente a 90!. con "i # 100 &'U/" ft 2 . sta rodeado al medio ambiente a 20 !. "o # % &'U/" ft2 . @e extrae un fluDo constante de a*ua de 2 >t/min. >t/min. 4
Semestre /2002;# Una tubera de acero al carbono 2; ?@ !at A0 transorta :aor de a*ua saturado a % atm. "i # 1200 &'U/" ft2 está rodeada rodeada al medio ambiente a 20 !. "o # % &'U/" 2 ft . xisten lneas de ur*a de condensados cada 7 m. @i el diseMo de las tramas de :aor es ara una caacidad máxima de ur*a de 0.1 lt/min. 4
Semestre 2/200; 2*# Una caDa cEbica de madera de 1 m. de lado externo 1; de esesor, sir:e de conser:adora de alimentos debe mantenerse a A! utili=ando cubitos de "ielo a 0!. @i "a # 10 &'U/" ft2 'a#20 ! Lm#0.10 &'U/" ft . 4b/" de a*ua caliente a 90 ! a la entrada. 4
Otros Semestres 3-# Un tanue cilndrico :ertical de 1 m. de diámetro 2 m. de alto lleno de a*ua caliente a 90! "i # 100 &'U/" ft2 , está aislado con 1; de lana de :idrio en toda su suerficie exterior. l tanue osee un serentn de cobre de 2 m. de lon*itud 1;?@ !at.A0 or donde circula a*ua a una temeratura de entrada de 20 ! "s # 1%0 &'U/" ft2 4 n u tiemo el a*ua del tanue lle*ará a %0 !6. 3;# Una tubera de 1 C ; ?@ !at. 80 de acero aislada con 2; de asbesto, conduce :aor de a*ua saturado a % atm. "i # 1%00 &'U/" ft2 está rodeada al medio ambiente a 20 !. "o # % &'U/" ft 2 . 4B u lon*itud máxima se debe instalar las lneas de ur*a, si las tramas de :aor ue se tienen son de 1 >t/min. de caacidad máxima de fluDo6. 3"# Una tubera de acero de 2; ?@ !at. A0, conduce :aor de a*ua saturado a % atm. >a tubera está rodeada al medio ambiente en un da de in:ierno a 10 !. "o # 10 &'U/" ft2 . "i # 1000 &'U/" ft2 .
a# 4a tubera está aislada con 1; de lana de :idrio rodeada al medio ambiente a 1% !. "o # % &'U/" ft2 . 4t/". de caacidad máxima. 4t/min. de a*ua fra a 20! or la arte suerior una salida or la arte inferior del mismo fluDo. l tanue tiene un encamisado con a*ua caliente a 100!, "o # 100 &'U/" ft2 . en toda su ared lateral. 4!uál será la temeratura deM a*ua de salida en el estado estable6. @i 'a# 20 !, "a # 10 &'U/" ft2 , "i # %0 &'U/" ft2 . 55# Una c"imenea de ladrillo de 1% cm. de esesor de secci5n cuadrada de 20x20 cm. interior conduce "umos calientes a -A0!, "i # 10 &'U/" ft2 . l medio ambiente está a 'a# 10 !, "a # % &'U/" ft2 .4a temeratura ambiente es de 'a# 1% !, "a # 10 &'U/" ft2 . !ada 10 m. tiene instaladas tramas de :aor. 4a temeratura ambiente es de 'a# 10 !, "a # % &'U/" ft2 . @i la eficiencia de la aleta es de 70F. 4on*itudinal. (# 'rans:ersal c# !omente cual orue es más lar*a 5"# Una tubera de acero 2; ?@ !at. A0, conduce :aor de a*ua saturado a % atm. desde el caldero "asta los intercambiadores de calor. @e tienen instaladas tramas o ur*as de :aor cada 10 m. a lo lar*o de la tubera con una caacidad de 10 >t/min. cada
una. 4!uánta lana de :idrio como mnimo se debe colocar si 'a# 20 !, "a # 10 &'U/" ft2 6. 5*# Un tanue cilndrico "ori=ontal de 1 m. de diámetro 2 m. de lon*itud instalado "ori=ontalmente, está Q del diámetro lleno de a*ua caliente a 90!. 4n u tiemo se enfra a A0!6. "i # 120, "a # % &'U/" ft2 , 'a#1%!. 5!# Una :i*a de secci5n trans:ersal rectan*ular de -0x20 cm. de acero, se aoa en una de sus caras de 20 cm. a 200 !. las tres restantes están al medio ambiente "a # 10 &'U/" ft2 , 'a#20!. a# 4b/" de a*ua fra a 20!. >a tubera de 10 m. de lon*itud está rodeada de un ambiente con :aor saturado de a*ua a 2 atm.abs. @i "i # 100 "o # 1%00 &'U/" ft2 4B u temeratura sale el a*ua or el extremo de la tubera u cantidad de calor se transfiere6. -3# Un tanue esfrico de 10 m de diámetro contiene H>? a 0 ! "i # %0 &'U/" ft2 "asta una altura de Q (7.%m.). l ambiente ue lo rodea está a 20! "a # % &'U/" ft2 . 4b/" or un intercambiador concntrico de 1 x C; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas 2 m. de lon*itud de aso con U o # 1%0 &'U/" ft2 calentado con :aor de a*ua saturado a 1-0 !. l tanue tiene un fluDo continuo de entrada de %00 >b/". a 20! está totalmente aislado. !uando el tanue está lleno de a*ua 4 b/". de a*ua caliente a 90!. @i se cambian los tubos or cobre la temeratura del alco"ol es - ! maor 4!uáles las temeraturas de salida6. -"# Un tanue cilndrico :ertical de 2 m. de diámetro - m. de altura lleno de un luido con reacci5n endotrmica de %2 &'U/lb "., se debe mantener a 7% ! con un serentn de 2; ?@ !at. A0 de cobre lleno de :aor saturado a 1A0!. 3iseMe el serentn ara un calentamiento máximo de 1 "ora de los reacti:os. Bsuma 'a#20 ! "a#10 "i#100 ":# 1%00 &'U/" ft2 roiedades de los reacti:os semeDantes a las del a*ua.
-*# Una :arilla cilndrica maci=a de 2 cm de diámetro inicialmente a 100 ! se la deDa al ambiente a 20 ! "a#% &'U/" ft2 . a)4n u tiemo el centro de la :arilla estará a %0!6. b) @i fuera de :idrio. -!# Un tanue cilndrico de 2xA m. lleno de alco"ol etlico comercial con reacci5n exotrmica de %2 &'U/>b "., se debe mantener a 7% !, encamisando el tanue con a*ua a 2% ! "o#120 &'U/" ft2 . 4
SE=UNDO EXAMEN PARCIAL Semestre 2/!!"(1%/X/1997) ;2# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de una "oruilla - m. de lon*itud. !alienta $000 >b/". de acetona ura desde 20! con a*ua caliente 8000 >b/". a 90! or anulo. @i la temeratura de salida de acetona es de %0! el rimer da de funcionamiento del intercambiador 4!uál el U36. ;3# !alcule la cantidad de calor ue se transfiere desde una tubera de 10; ?@ !at.80 de acero al medio ambiente. @i or el interior se transorta :aor saturado de a*ua a A atm. manomtricas or exterior la tubera está rodeada or aire atmosfrico a 2% !. Semestre 2/!!!(29/X/1999) ;5# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 sir:e ara calentar acetona ura or interior de 20 a $0! con a*ua caliente de 90S 70! en contracorriente, a# 4!uántas "oruillas tiene el intercambiador, si la lon*itud de aso es de m.6. Bsuma Uo#100 &'U/" ft2 . (# 4!on ue T d de ensuciamiento está trabaDando el intercambiador6 ;-# Una 'ubera de 2; ?@ !at. A0 de acero, conduce :aor de a*ua saturado a 2 atm. abs., tiene aletas trans:ersales de aluminio (tio latillo) de 1; de lon*itud 0.2 mm. de esesor. 4!uál es el aumento de calor debido a la aleta, si ' a#20! "o#% &'U/" ft2 6. Semestre 2/!!!(29/X/1999) ;;# Una 'ubera "ori=ontal de 10; de diámetro exterior exuesta al medio ambiente a 'a#10! 4
3e 1 Roruilla >#-m. 3e 2 x 1; ?@ !at. A0 !alienta benceno A000 >b/". en condiciones limias de 20 a 80! con :aor saturado or ánulo a %0 ?si*. 4Rasta u temeratura calentará desus de 1 aMo de funcionamiento6. ;*# 'eora a# 4?oru no existen ecuaciones a dimensionales ara calcular "i en condensaci5n ebullici5n6. (# xliue la otimi=aci5n tcnico econ5mica en el diseMo de un '!. c# 4!5mo se calcula el área de transferencia de calor el área de fluDo de fluido or lado anulo6. Semestre /2000(%//2000) ;!# !alcule la cantidad de calor ue ierde una tubera de 2; ?@ !at. A0 exuesta al medio ambiente ue conduce %000 >b/". de :aor saturado de a*ua a -0 ?si*.. >a temeratura ambiente es 1% !. "0# 4a tubera conduce :aor saturado de a*ua a-0 ?si*. esta al medio ambiente con 'a#1%! "o#10 &'U/" ft2 . >as aletas instaladas son trans:ersales tio latillo de cobre de 0.% mm. de esesor 1; de lon*itud. "# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 - m. de lon*itud de aso, calienta %000 >b/". de acetona de 1% a $0! con A000>b/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente or anulo. 4!uántas "oruillas se reuieren ara este fin6. Semestre 2/2000(17/X/2000) "2# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas $ m. de lon*itud de aso, calienta 8%00 >b/". de acetona de 22 a $%! con :aor saturado de a*ua "3# or anulo a A0.- ?si*. el rimer da de funcionamiento se debe re*ular 8100 >b/" de acetona ara mantener las mismas condiciones de salida al cabo de un aMo de funcionamiento. 4as aletas trans:ersales tio latillo son de 2 cm. de lon*itud 0.1 mm. de esesor a# 4b/". de alco"ol etlico comercial or ánulo desde 20! con :aor de a*ua saturado a 2 atm. con un U o#100 &'U/" ft2 . a# 4!uál será la temeratura de salida, si se disminue el fluDo de alco"ol a -000 >b/".6. (!orriDa el Uo or el cambio de fluDo).
(# 4!on ue T d de ensuciamiento está trabaDando el intercambiador6
Semestre 2/200(22/X/2001) ""# Un intercambiador de tubos concntricos calienta A000 >b/". de alco"ol etlico comercial desde 20! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente. l intercambiador es 2 x 1; ?@ !at. A0 de 1 "oruilla - m. de lon*itud de aso. @i cuando está limio, calienta el alco"ol 10 ! más ue cuando está sucio desus de un aMo de uso, 4!uáles las temeraturas de salida6. "*# Una 'ubera de 2; ?@ !at. A0 de acero, conduce :aor de a*ua saturado a 2 atm. abs., tiene aletas trans:ersales de aluminio (tio latillo) de 1; de lon*itud 0.2 mm. de esesor. 4!uál es el aumento de calor debido a la aleta, si ' a#20! "o#% &'U/" ft2 6. Semestre /2002(1-//2002) "!# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruilla 2 m. de lon*itud de aso calienta $000 >b/". de acetona ura de 1% a $0! con :aor saturado de a*ua a 7% ?si*. or ánulo el rimer da de funcionamiento 4b/". de alco"ol etlico comercial desde 20! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90! or ánulo en contracorriente. @i al cabo de $ meses de funcionamiento la temeratura de salida de alco"ol es %! menos, 4b/". de a*ua a A0 ! rodeada al medio ambiente a 20!. 4!uál será el coeficiente *lobal Uo6.
Semestre /2003 *2# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruilla - m. de lon*itud de aso, calienta -000 >b/". de alco"ol etlico comercial desde 20! con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90!. @i la temeratura de salida del alco"ol desus de 1 aMo de funcionamiento, es 10! menor a la misma temeratura el rimer da de funcionamiento del intercambiador, 4!uál son estas temeraturas6. *3# Una 'ubera de 1; ?@ !at. A0 de acero, cru=a en toda su lon*itud or un tanue *5# cilndrico "ori=ontal de $m. de lon*itud 2 m. de diámetro lleno de :aor saturado a % atm. >a tubera conduce 1000 >b/". de a*ua fra a 20 !. 4
Semestre 2/2003 *-# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de - "oruilla - m. de lon*itud de aso, calienta acetona de 1% a %0! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente el rimer da de funcionamiento de 1% a A%! desus de 1 aMo de funcionamiento, 4!uál es el Uoc el Uo36. *;# Un tanue cilndrico lleno de a*ua a 20 ! "io#1%0 &'U/" ft2 de 1 m. de diámetro 2 m. de alto, encamisado con :aor saturado a 2 atm. en su cara lateral con un serentn de 2; ?@ !at. A0 de cobre - m. de lon*itud con un fluDo de 1000 >b/". de alco"ol etlico comercial a una temeratura de entrada de 10 ! "i#100 &'U/" ft2 . 43esus de ue tiemo la temeratura de salida del alco"ol será de A0!6. !onsidere la base la taa del tanue totalmente aisladas.
Semestre /2005(27//200A) *"# Un intercambiador de calor de tubos concntricos 2x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruilla - m. de lon*itud de aso, calienta -000 >b/". de acetona ura de 20 a $0! con 2000 lb/" de a*ua caliente or ánulo desde 90!. @i se amla el intercambiador en una "oruilla más, 4B u temeratura se uede calentar la acetona6. **# Una 'ubera de A; ?@ !at. A0 de acero, aislada con 2; de lana de :idrio, conduce :aor de a*ua saturado a 2 atm. abs., 4b/". de alco"ol etlico comercial de 20 a $%! con 2000 lb/" de a*ua caliente or ánulo desde 90!. @e retende utili=arlo ara calentar acetona ura baDo las mismas condiciones, 4Rasta u temeratura se odrá calentar la acetona6. !0# Una 'ubera de A; ?@ !at. A0 de acero de 10 m. de lon*itud, conduce :aor de a*ua saturado a A atm. abs., ara calentar un secador de aire a $0!, "o#% &'U/" ft2 . @i la tubera tiene $ aletas trans:ersales or ul*ada lineal tio latillo de 2; de lar*o 0.2 mm de esesor de aluminio 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90! en fluDo en aralelo, 4b/" de alco"ol etlico comercial or interior de 20 a $0 ! con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente, a# 4
Otros semestres> !5# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de $ m. de lon*itud de - "oruillas, sir:e ara calentar acetona de 20 a 70 ! con :aor de a*ua saturado a 20 ?si*. or ánulo# 4b/". de alco"ol etlico comercial de 1% a %%! con :aor de a*ua saturado a -0 ?si*. or ánulo# a# 4
!;# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de 9 m. de lon*itud de aso 2 "oruillas, enfra %000 >b/" de a*ua desde 100! con A000 lb/" de a*ua de >B?B@ a 20! or ánulo 4!uál serán las temeraturas de salida, si se aumenta un fluDo adicional de 1000 >b/". de a*ua caliente a 100 ! entre las 2 "oruillas, Dusto al centro del intercambiador, considere Uo constante # 200 &'U/" ft2 6. !"# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x -; ?@ !at. A0 de 8.2% m. de lon*itud de aso 2 "oruillas, calienta $000 >b/" de acetona ura desde 1%! con %000 lb/" de a*ua caliente de 90 a %0! or interior de tubos en contracorriente. a# 4!on u Uo está trabaDando el intercambiador6. !*# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - m. de lon*itud de aso 2 "oruillas, calienta $000 >b/" de alco"ol etlico comercial desde 20 ! con %000 lb/" de a*ua caliente a 80!. @e estima ue Uo#1$0 &'U/" ft2 . 4b/" de alco"ol etlico comercial desde 20 ! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente. @i al mismo intercambiador se le aumenta tres asos adicionales, el alco"ol sale %! más caliente 4!uál es esta temeratura de salida6. 00# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de A m. de lon*itud de aso de 2 "oruillas, calienta %000 >b/" de alco"ol etlico comercial desde 2% a %0! con -%00 lb/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente, 4a tubera está instalada con A aletas lon*itudinales cortas de secci5n trans:ersal rectan*ular de 0.% mm. de esesor 8%F de eficiencia del mismo material a# 4b/". de acetona ura desde 20! con :aor saturado de a*ua a 2atm. l intercambiador tiene 1 "oruilla de 2 m. de lon*itud de aso. l intercambiador calienta la acetona 10 ! menos cuando está sucio desus de un aMo de uso, 4!uáles las temeraturas de salida6. 03# Una aleta trans:ersal de 1; de lon*itud 0.2 mm. de esesor de aluminio (tio latillo) se coloca en una tubera de 2; ?@ !at. A0 a 120 de temeratura de ared. @i "o#10 &'U/" ft2 , 'a#2%!. 4!uál es la eficiencia cual la eficacia de la aleta6. 05# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - m. de lon*itud de - "oruillas, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! con 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90!, 4b/". del mismo6. 0-# Un oleoducto de $;?@ !at. A0 ue transorta "exano a -0 ! a la salida de la estaci5n de bombeo. l *asoducto atra:iesa el medio ambiente a 1% ! con un
:iento romedio trans:ersal de 20 +m./". 4B u distancia de la estaci5n de bombeo el "exano se encontrará a 20 !6. 0;# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - m. de lon*itud de 2 "oruillas, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90!, 4!uál será la temeratura de salida si el fluido fuese acetona en reemla=o del alco"ol6. 0"# @e instalan A aletas lon*itudinales de cobre de 0.2mm. de esesor en una tubera de 2; ?@ !at. A0 2 m. de lon*itud, ue transorta :aor saturado de a*ua a A atm. 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! con 2000 lb/" de a*ua a 90!, 4B u temeratura saldrá el alco"ol si se utili=a :aor saturado de a*ua a 90! como medio calefactor6. 0!# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero con % "oruillas de - m. de lon*itud de aso, calienta acetona ura de 20 a $0 ! con benceno caliente a 90!. l rimer da de funcionamiento se transfiere 11F más calor ue al cabo de un aMo, 4!uál las temeraturas de salida si Uo#100 &'U/" ft2 6. 0# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - m. de A "oruillas de lon*itud, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! con 2%00 lb/" de a*ua a 90!, 4B u temeratura se obtendrá el alco"ol si el tubo fuera de cobre6. # Un tubo "ori=ontal de cobre 2; &GH1A exuesto al ambiente 20 ! conduce A000 >b/" de a*ua caliente a $0 ! 4b/" de a*ua caliente a 90! or un extremo. @i la temeratura no debe enfriarse más de 2 ! 4 # - m. ?t 'rian*ular 1; 3s#12; &#A; !alienta -0000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con 20000>b/". de a*ua caliente a 100J!. or cora=a 4!uántos das de ensuciamiento a tiene6.
EXAMEN INAL -#
Un intercambiador de cora=a tubos tiene las si*uientes caractersticas
'io 1I2 F # Q; &GH12 >#- m. Ot#7$ @e utili=a ara calentar alco"ol etlico comercial de 20 a %0! utili=ando :aor saturado de a*ua a %0 ?si*. 4b/" de alco"ol etlico absoluto se debe calentar baDo resi5n de 80 a 200 usando :aor saturado de a*ua or lado tubos. @e disone de un intercambiador de cora=a tubos si*uiente 'io 1I2 F # 1; &GH1A ?t trian*ular de 1 N ; >#12 ft. Ot#--A 3s#27; 4B u temeratura se diseMo introducir el :aor saturado de a*ua6. "# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de 1 "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta $000 >b/". de acetona desde 20 ! con a*ua caliente a 90! or anulo. @i la temeratura de salida de acetona es de %0 ! el rimer da de funcionamiento 4!uál es el U36. *# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de 1 "oruillas 2 m. de lon*itud de aso, calienta -%00 >b/". de acetona ura desde 1% a %0 ! con :aor saturado de a*ua a - atm. manomtricas or anulo. 4#12 ft. Ot#7$ 3s#12; !alienta -0000 >b/" de benceno de 10 a $0! con a*ua caliente a 90 ! or lado tubos. 4#18 ft. Ot#7$ 3s#12; & # $; !alienta -0000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con 20000 >b/". de a*ua caliente a 100 ! or cora=a. 4!uántos meses de ensuciamiento a tiene el intercambiador6.
2# Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de 2 "oruillas 2 m. de lon*itud de aso, calienta 27A0 >b/". de acetona ura de 1% a 70 ! con :aor saturado de a*ua a 2 atm. absolutas. 3urante su funcionamiento la temeratura de salida del fluido frio disminue -J or mes su temeratura de entrada aumenta 1J/mes. a# ?ara fines de control construa una tabla de su coeficiente de ensuciamiento ara un laso de tres meses (# 4
Semestre /!!* 22# Un intercambiador de calor de cora=a tubos tiene las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH12 Ot#7$ @e utili=a ara calentar alco"ol etlico comercial de 20 a 70! utili=ando :aor saturado de a*ua % atm. or cora=a. 4b/". de a*ua caliente a 90! or cora=a el rimer da de funcionamiento "asta A% ! al cabo de un aMo. 4b/". de a*ua del tanue a tra:s del intercambiador se recirculan al tanue6. Bsuma Uo#180 &'U/" ft2 .
2"# 4n u tiemo se calentará el a*ua de un tanue cilndrico de 2 m. de diámetro - m. de alto aislado desde 20 a $0 ! encamisado con :aor saturado de a*ua a 100! si or ánulo, si 'a#20! "o#7 &'U/" ft2 , "i#2%0 &'U/" ft2 .6.
C%rso 'e ?erano !!* ?rimer examen 2*# Una ared lana de *randes dimensiones de 1% cm. de esesor "ec"a de ladrillo refractario e inicialmente a 220!, se la deDa al medio ambiente a 1%! a las 700 a.m. con un "o#% &'U/" ft2 4!uál será la temeratura en el centro de la ared al cabo de $ "oras cuales las temeraturas en las caras exteriores6 2!# Un tanue cilndrico :ertical lleno de a*ua caliente a 90! de 1 m. de diámetro 1 m. de altura, a*itado con un "i#1%0 &'U/" ft2 , está aislado con lana de :idrio 1 cm. de esesor. nteriormente se tiene un serentn de cobre de 1; de diámetro 1.% m. de lon*itud, or cuo interior se tiene :aor saturado de a*ua condensante a 100 !. con un ":#800 &'U/" ft2 . si la 'a#2% ! "o#10 &'U/" ft2 . 4!alcule la temeratura del a*ua cuando a alcan=ado el estado estable6. 30# Una lanc"a lana cuadrada de acero de 1x1 m. de lado 2 mm. de esesor, tiene sus A lados a %0! ambas caras lanas están exuestas al medio ambiente a 1%! "o#% &'U/" ft2 4!uál es la temeratura en el centro de la laca en el estado estable en u tiemo6
@e*undo xamen 3# 700000 >b/". de alco"ol etlico absoluto se calienta desde 1%! en dos intercambiadores de cora=a tubos idnticos asando en serie or lado cora=a or lado tubos se utili=a :aor saturado de a*ua a 10 ?si*. 4#12 ft. 32# Un intercambiador de calor de cora=a tubos sir:e ara calentar %0000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 1% a $%! con :aor saturado de a*ua or cora=a a A0 ?si*. l intercambiador tiene %2 tubos de 1; &GH1A en 2 asos 4 # 8 m. !alienta 100000 >b/". de a*ua de 20 a 70 ! con a*ua caliente de 120 a A0! or cora=a. 4!uándo está limio u Ui se utili=5 ara el diseMo6 Semestre /!!!(2-//1999) @e*unda nstancia 35# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas
'io 1I2 F # Q ; &GH1A de cobre ?t cuadrado 1; 3s#12; >#A ft. !alienta 1-200 lb/". de acetona ura de 20 a 7%! con :aor saturado de a*ua a 1% ?si*. 4b/" de acetona ura de 1% a $0 ! con 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90! en contracorriente or ánulo, al cabo de un aMo de funcionamiento. 3esus de la limie=a, 4
Semestre /2000 (29/$/2000) Se$%n'a Instancia 50# Un intercambiador de tubos concntricos de 2x1; ?@ cat.A0 de acero de m. de lon*itud de aso A "oruillas, calienta en contracorriente -000 >b/" de alco"ol etlico comercial lado tubos de 20 a $0 ! con 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90 !. 4 # $m. & #8; !alienta 20000 lb/". de acetona ura desde 20 a $0! con 12000 >b/". de a*ua caliente a 90! 4 # A m. & # 2%; 3s # 2%;. 4b/". de a*ua caliente a 90! or lado cora=a, si Uo#120 &'U/" ft2 6. 53# n un intercambiador de tubos concntricos de 2x1; ?@ cat.A0 de - m. de lon*itud de aso 2 "oruillas, se utili=a a*ua calienta or ánulo de 100 a %0! como medio calefactor. 4!uánto es el :alor máximo ue uede alcan=ar "o6 Semestre 2/2000 (9/X/2000) @e*unda nstancia 55# n un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1IA F # Q ; &GH12 ?t cuadrado 1; > # A m. & # 2%; 3s # 2%;. @e calienta 1A0000 >b/". de etilen *licol desde 1% ! con 277000 >b/". de a*ua caliente a 90! or cora=a. 4
@e utili=a contenida :aor saturado or lado camisa a 220 !. como medio calefactor. Utilice la ecuaci5n de !"ilton, 3re, Kebens. 2
0.1A
µ L N ρ ?r = 0.-$ k µ p µ a# 4n u tiemo se calent5 el a*ua desde 20!6. (# 4
2
-
1
-
Semestre /200 5;# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1IA F # 1; !u &GH12 ?t cuadrado 1 N ; > # - m. & # A; 3s # 1 ft. !alienta -0000 lb/". de alco"ol etlico comercial desde 20! con A0000 >b/". de a*ua caliente a 90! or cora=a. a. 4Rasta u temeratura se calienta el alco"ol desus de 1 aMo de funcionamiento6 b. 4l intercambiador está trabaDando en =ona 5tima6 5"# Un tanue cilndrico de 2m. de diámetro - m. de alto contiene a*ua a -0 !. l tanue tiene un serentn de 2; ?@ !at. A0 de cobre de 2 m. de lon*itud con :aor de a*ua saturado a 120!., 4!uál será la temeratura del a*ua al cabo de una "ora6. 'a#1%! "o#% &'U/" ft2 , "a*ua#100 &'U/" ft2 , ":aor #1%00 &'U/" ft2 .
Semestre /200 @e*unda nstancia 5*# Un intercam(ia'or 'e ca&or 'e cora@a t%(os 'e &as si$%ientes caractersticas> +ipo B2 F , ) =2 Pt trian$%&ar ) L , 5 m# , 5) Ds , 1t# Ca&ienta 50000 &(/# 'e a&coo& et&ico a(so&%to 'es'e 20 a --.C con a$%a ca&iente a 00.C por cora@a# 6Q% canti'a' 'e a$%a ca&iente se re9%iere e& primer 'a 'e 1%ncionamiento: 5!# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0, calienta %000 >b/" de acetona desde 2%! con :aor saturado de a*ua a % ?si*. or ánulo. l intercambiador de 2 m. de lon*itud tiene - "oruillas. @i U oc#1%0 &'U/" ft2 . 4
F
# Q; &GH12 ?t trian*ular 1; 3s#12; > # 1% ft. !alienta %0000 lb/". de alco"ol etlico comercial de 20 a %0! con A0000 >b/". de a*ua caliente a 90 ! or cora=a cuando está limio 4!uánto alco"ol se odrá calentar cuando el intercambiador est con un aMo de funcionamiento6 -# 4b/" de acetona ura de 1% a 70 ! con :aor de a*ua saturado a 7-.% ?sia. Semestre /2002 @e*unda instancia (7//2002) -2# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1IA F # Q ; &GH12 ?t trian*ular 1; > # 2 m. 3s # 12; !alienta -000 >b/" de benceno de 10 a $0! con a*ua caliente 20000>b/". a 90 !. 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con A000 lb/" de aire caliente a 90!. 4!uál sera la temeratura de salida del alco"ol si se recirculan %00 >b/". del mismo alco"ol de salida "acia la entrada6. Semestre 2/2002 (2%/X/2002) -5# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q ; &GH12 de acero ?t trian*ular 1; > # - m. 3s # 1 ft. !alienta acetona ura de 20 a $0! con :aor saturado de a*ua a 2 atm. abs. l rimer da de funcionamiento. 4t/min. a tra:s de un intercambiador de tubos concntricos externo de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas 2 m. de lon*itud de aso, ue utili=a como medio calefactor :aor saturado de a*ua a 120!. 4n u tiemo el a*ua del tanue se calentará a 180 ! , si Uo#100 &'U/" ft2 6. Semestre 2/2002 (@e*unda nstancia 9/X/2002) -;# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas
'io 1I2 F # Q ; &GH12 de acero ?t cuadrado 1; 3s # 12;. 3ebe calentar A0000 >b/". de acetona ura or lado tubos de 20 a $0! con :aor saturado de a*ua a 2 atm. abs. como medio calefactor. 4stará en =ona 5tima el diseMo de este intercambiador or lado tubos6 -"# Un intercambiador de tubos concntricos de 2x1; ?@ !at. A0 de A m. de lon*itud 2 "oruillas, calienta %000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 2% a %0 J! con -%00 >bI". de a*ua caliente a 90 ! en contracorriente. 4 # 2 m. 3s # 12; ?ara calentar A0000 >b/" de a*ua otable desde 20 "asta 1%0! a 1 atm. de resi5n con :aor de a*ua saturado a 100 ?sia. 6 ;# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas 2 m. de lon*itud de aso, calienta A000 >b/" de acetona ura de 20 a A%! con -000 lb/" de a*ua caliente en contracorriente a 80!. 4Rasta u temeratura se calentará la acetona con una "oruilla más6.
Semestre /2003 ;2# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de 2 "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con A000 lb/" de a*ua caliente a 90!. 4
?t cuadrado 1 N ; > # 2 m. 3s # 12; !alienta -0000 >b/" de acetona ura lado tubos baDo resi5n de 1%! con :aor de a*ua saturado a -0 ?si*. 4!uál la temeratura de salida de la acetona al cabo de un aMo de funcionamiento6 Semestre /2003(@e*unda nstancia -0//200-) ;5# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial "asta $0! el rimer da de funcionamiento con A000 lb/" de aire caliente a 90!. @i al cabo de un aMo el mismo intercambiador calienta el alco"ol solo "asta %A.08 ! 4!on ue temeratura in*reso el alco"ol al intercambiador6. ;-# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! @i se amla 1 "oruilla 4 # 2 m. 3s # 12; !alienta 20000 >b/" de acetona ura desde 1%! con :aor de a*ua saturado a -0 ?si*. or cora=a. 4!uál el tio de intercambiador ue usted recomendara como el más adecuado6.
Semestre 2/2003 ;"# Un intercambiador de tubos concntricos de A x 1; ?@ !at. A0 de acero de 1 "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta A000 >b/" de alco"ol etlico comercial desde 20! or interior con 9000 lb/" de aire caliente a 120! or ánulo. @i el lado ánulo tiene A aletas lon*itudinales de 0.2 mm. de esesor 1 N ; de lar*o 4 # 2 m. 3s # 12; 3ebe calentar acetona ura de 20 a $0! con :aor de a*ua saturado a 2 Btm. lado cora=a. @i Uo#1%0 &'U/" ft2 . 4
?t !uadrado 1 N ; > # 2 m. 3s # 12; !alienta -000 >b/" de acetona ura baDo resi5n de 1% a 7%! con :aor de a*ua saturado a -0 ?si*. 4!5mo sera su funcionamiento de este intercambiador, si la acetona se la sustitue or benceno6 "0# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con A000 lb/" de aire caliente a 90!. 4!uál sera la temeratura de salida del alco"ol si se recirculan %00 >b/". del mismo alco"ol de salida "acia la entrada6. C%rso 'e ?erano 2003B2005 (20/1/0A) ?rimer examen "# Un tanue cilndrico :ertical de 1 m. de diámetro 2 m. de alto lleno de a*ua caliente a 90! "i#100 &'U/" ft2 . está rodeado al medio ambiente a 20 ! "o#% &'U/" ft2 . 4 # $ m. 3s # 12; 3ebe calentar 100000 >b/". de acetona desde 20 a $%! con :aor saturado de a*ua a 2 atm. or cora=a. 4b/" de alco"ol etlico comercial desde 20! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90!. or ánulo. @i en :e= de alco"ol fuera acetona ura, la temeratura de salida seria $ ! más ue la del alco"ol. 4!uál esta temeratura de salida6. Bsuma el mismo Uo ara ambos casos.
Semestre /2005 "-# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH12 de acero inoxidable ?t trian*ular 1; > # $ m. 3s # 12; !alienta -0000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con 2%000 >b/" de a*uas caliente a 90!. 4@i el fluido se cambia or acetona ura, u temeratura de salida tendrá6
";# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta en contracorriente -000 >b/" de benceno desde 20 a $0! con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90!. @i el intercambiador se acomoda en aralelo, la temeratura de salida del benceno es %! menor 4!uál son las temeraturas de salida6. Semestre /2005(@e*unda nstancia) ""# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH12 de acero inoxidable ?t trian*ular 1; > # $ m. 3s # 12; !alienta -0000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 20 a $0! con 2%000 >b/" de a*uas caliente a 90!. 4@i el intercambiador se con:ierte en tio 1IA, u temeratura de salida tendrá el alco"ol6 "*# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero inoxidable de - "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta en contracorriente -000 >b/" de benceno desde 20! con 2000 lb/" de a*ua caliente or ánulo a 90!. @i al intercambiador se adiciona 1 "oruilla, la temeratura de salida del benceno es 10! maor 4!uál el coeficiente *lobal Uo6. Semestre 2/2005(-/X/200A) "!# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - "oruillas 2 m. de lon*itud de aso, calienta con :aor saturado de a*ua a - atm. a*ua inicialmente a 20! contenida en un tanue cilndrico :ertical de 2m. de diámetro - m. de alto totalmente aislado a*itado. 4n u tiemo el a*ua se calienta "asta 80J! si se extrae un fluDo de -000 >b/". se lo introduce or lado tubos lue*o se recircula en su totalidad al tanue6. Bsuma Uo#1%0 &'U/" ft2 J ara el intercambiador. *0# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q ; &GH12 de acero ?t trian*ular 1; > # - m. 3s # 12; !alienta -0000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 1% a $0! con -0000 >b/". de a*ua caliente a 90J!. @e iensa cambiar todos los tubos or unos nue:os de cobre. 4 # - m. 3s # 12;
!alienta -0000 >b/". de alco"ol etlico comercial de 1% a $0! con -0000 >b/". de a*ua caliente a 90J!. @e iensa dulicar la distancia entre deflectores. 4b/". de acetona desde $0! se usa un intercambiador de tres tubos concntricos de - x 2 x 1; ?@ !at. A0 de A "oruillas - m. de lon*itud de aso, con a*ua en contracorriente a 1%! or el ánulo más externo $000 >b/". "asta A0! or el tubo interior %000 lb/". "asta %0!. 4!uál los :alores de coeficiente *lobal Uo con los ue está trabaDando el intercambiador, si el Uo interior es el doble ue el exterior6. *3# @e disone de un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # 1; &GH12 de acero inoxidable ?t cuadrado 1 N ; > # 2 m. 3s # 2%; se usa ara calentar 1000000 >b/". de alco"ol etlico comercial desde 20! con :aor saturado a - atm. or cora=a. 4Rasta u temeratura máxima se uede calentar el alco"ol baDo resi5n6
Semestre /200*5# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de A "oruillas - m. de lon*itud de aso, calienta 28%0 >b/" de alco"ol etlico comercial desde 20 a $0! or interior de tubos con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90 ! en contracorriente. @i se intercambia el alco"ol or ánulo a*ua or interior 4 +ipo B5 F , ) =2 'e acero ino8i'a(&e Pt trian$%&ar ) L , ; m# Ds , 0) Ca&ienta acetona 'e - a -0.C con 20000 L(/ 'e (enceno 'e "0 a 50 .C e& primer 'a 'e 1%ncionamiento# 6C%7& e& Uo 'esp%s 'e aFo 'e 1%ncionamiento: Semestre /200- (@e*unda nstancia) *;# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de 2 "oruillas $ m. de lon*itud de aso, calienta %000 >b/" de alco"ol etlico comercial desde 20! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90 !. @i el intercambiador se arre*la en aralelo 4!uáles las temeraturas de salida6. *"# n una industria se disone de :arios intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH1A ?t trian*ular 1; > # 1$ ft.
3s # 21 N ; @e desea enfriar $0000 >b/". de acetona ura de 121 a -%! or cora=a con 18%000 >b/" de acido actico uro a -0 !. @i Uo#$0 &'U/" ft2 . 4!uántos intercambiadores en serie se deben instalar6 **# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de - "oruillas $ m. de lon*itud de aso, calienta 10000 >b/" de alco"ol etlico comercial desde 20! lado tubos, con 7000 lb/" de a*ua caliente a 90 !. @Ebitamente la temeratura de salida del alco"ol disminue % debido a un aumento del fluDo de alco"ol 4!uánto fue este6.
Semestre 2/200*!# Un intercam(ia'or 'e ca&or 'e cora@a t%(os 'e &as si$%ientes caractersticas> +ipo B2 F , G ) =5 'e co(re Pt +rian$%&ar G ) Ds , 2-) ,0) Ca&ienta "30230 L(/# 'e acetona p%ra 'e 20 a ;0.C con 5;05; L(/ 'e a$%a ca&iente a !0.C# As%mien'o Uo,2- +U/ 1t2 .# 6Q% canti'a' 'e t%(os 'e(e tener e& intercam(ia'or: !0# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de A "oruillas 2 m. de lon*itud de aso, 4b/". de acetona ura de 20 a $0! con 1A$0A$ >b/" de a*ua caliente a 90!. 4b/" de alco"ol etlico comercial desde 20! con :aor saturado de a*ua a 1-0 !. 4b/". de alco"ol caliente de salida se recirculan Dunto al de entrada6. Semestre /200; (22//0$) !3# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas tio 1I2 F # Q; &GH12 de acero inoxidable ?t trian*ular 1; > # $ m. & # A;
3s # 12; !alienta alco"ol etlico comercial -0000 lb/". de 20 a $0! con 2%000 >b/" de a*ua a 90 !. @i el fluido se cambia or acetona, 4b/" de benceno desde 20! en contracorriente con 2000 lb/" de a*ua caliente or ánulo a 90 !. @i el intercambiador se acumula en aralelo, la temeratura de salida del benceno es % ! menor 4!uál el Uo asumiendo ue es el mismo en ambos arre*los6.
Semestre 2/200; !-# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; Bluminio &GH12 ?t trian*ular 1; !V#0.2% > # A m. & # A; 3s # 12; @ir:e ara calentar 20927 lb/". de acetona ura desde 20! con 12000 >b/" de a*ua a 90 !. 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! en contracorriente con -000 lb/" de a*ua caliente a 90 !. 4
Semestre /200"# Se$%n'a Instancia !!# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero m. de lon*itud de aso A "oruillas, calienta en contracorriente -000 >b/" de alco"ol etlico comercial lado tubos de 20 a $0 ! con 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90 !. 4
?t trian*ular 1; > # $ m. & # 8; 3s # 12; !alienta 20927 lb/". de acetona ura desde 20! con 12000 >b/" de a*ua a 90 !. 4
Semestre 2/200" 20# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas tio 1I2 F # Q; Bluminio &GH12 ?t trian*ular 1; > # A m. & # A; 3s # 12; !alienta 20927 lb/". de acetona ura desde 20! con 12000 >b/" de a*ua a 90 !. 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! en contracorriente con -000 lb/" de a*ua caliente a 90 !. 4b/" de alco"ol etlico comercial lado tubos desde 20! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90!. @i el intercambiador se instala en aralelo, la temeratura de salida de alco"ol es 9! menor 4!uáles estas temeraturas de salida6. 205# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas tio 1I1 F # Q; Bluminio &GH12 ?t trian*ular 1; > # A m. 3s #12; !alienta 2092% lb/". de acetona ura desde 20 "asta $-.1%! con 12000 >b/" de a*ua a 90 !. 4Rasta u temeratura se calentara la acetona si el intercambiador fuera tio 1I26 Semestre 2/200* Se$%n'a Instancia# (22/1/2009) 20-# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH12 de acero ?t trian*ular 1; > # A m. 3s # 12;
!alienta 1%000 lb/". de acetona ura desde 20 "asta $-.8$! con 10000 >b/" de a*ua caliente a 90 !. @i el fluDo fuera de 20000 >b/". de acetona, 4!uál sera la temeratura de salida6 20;# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de A "oruillas - m. de lon*itud, calienta %000 >b/" de alco"ol etlico comercial lado tubos desde 20! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90!. @i el intercambiador se instala con % "oruillas, la temeratura de salida de alco"ol fuera -.2$! maor 4!uáles estas temeraturas de salida6. C%rso 'e ?erano 200*B200!# (12/2/2009) ?rimer examen 20"# Una tubera de 2; ?@ !at. A0 de 10 m. de lon*itud de acero rodeada de :aor de a*ua saturado a 1A0!, conduce 2%00 >b/" de alco"ol etlico comercial ue in*resa a 20 ! 4 # A m. !alienta 1%000 lb/". de acetona ura desde 20 "asta $%! con 10000 >b/" de a*ua caliente a 90 !. 4b/" de alco"ol etlico comercial lado tubos desde 20 a $0! con -000 lb/" de a*ua caliente a 90!. 4b/". de alco"ol Dusto al centro del intercambiador6. Semestre /200! Se$%n'a Instancia <25/"/200!H 22# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; Bluminio &GH12 de aluminio ?t trian*ular 1; & # $; 3s # 12; 3ebe calentar 1%000 lb/". de acetona ura desde 20 a $%! con 10000 >b/" de a*ua caliente 90 !. 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90 !. cuando está limio 4!uánta cantidad
de a*ua caliente más se debe usar al cabo de un aMo de funcionamiento ara el mismo obDeti:o6. 25# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de 2 "oruillas $ m. de lon*itud, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90 !. cuando está limio 4!uánto alco"ol más se uede calentar si se aumenta una "oruilla mas al intercambiador6. 2-# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de acero de 2 "oruillas $ m. de lon*itud, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90 !. cuando está limio 4b/" de alco"ol etlico comercial de 20 a $0 ! 2%00 lb/" de a*ua caliente a 90 !. cuando está limio 4!uántas "oruillas se reuera si se utili=a :aor saturado de a*ua a 90 !6. Semestre 2/200!# (10/12/2009) 2"# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas $ m. de lon*itud, calienta -000 >b/" de alco"ol etlico comercial lado tubos desde 20! con 2000 lb/" de a*ua caliente a 90!. @i se calienta acetona ura en las mismas condiciones la temeratura de salida es 11.-! maor 4!uáles estas temeraturas de salida6. 2*# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH12 ?t trian*ular 1; > # A m. 3s # 12; !alienta A0000 lb/". de alco"ol etlico comercial desde 20 "asta %%.2A! con -0000 >b/" de a*ua caliente a 90 ! el rimer da de funcionamiento. 4B u temeratura saldrá al cabo de un aMo6 Semestre 2/200!# Se$%n'a Instancia (17/12/2009) 2!# Un intercambiador de calor de cora=a tubos de las si*uientes caractersticas 'io 1I2 F # Q; &GH12 de aluminio ?t trian*ular 1; > # A m. 3s # 12; & # 12; !alienta A0000 lb/". de alco"ol etlico comercial desde 20 "asta %2! con -0000 >b/" de a*ua caliente a 90 ! or cora=a. @i la distancia entre deflectores & fuera de -; la temeratura de salida del alco"ol sera 2.1- ! maor 4!uáles las temeraturas de salida6 220# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas $ m. de lon*itud, calienta un luido desde 20! con otro luido a 90!. @i el intercambiador fuera de - "oruillas, la transferencia de calor se incrementa en 1A.A$F 4!uáles las temeraturas de salida6. Bsuma Uo #
C%rso 'e ?erano 200/200!# (17/12/2009) ?rimer xamen 22# l tanue esfrico de +ora +ora de 10 m. de diámetro exterior, 2; de esesor de acero aislado con 2; de lana de :idrio, contiene "exano a $0J! "asta Q del diámetro está rodeado al medio ambiente a 2%J!, "o#10 &'U/" ft2 J. 4n u tiemo se enfriará el "exano "asta A0J!, si "i#120 &'U/" ft2 J6 222# @e transorta :aor saturado de a*ua a %0 ?si*. or una tubera de acero de A;?@ !at.80, aislada con 2; de lana de :idrio. @e iensa cambiar el aislante con uno ue ten*a la mitad de la conducti:idad trmica. 4 # A m. 3s # 12; & # 12; !alienta A0000 lb/". de alco"ol etlico comercial desde 20 "asta %2! con -0000 >b/" de a*ua caliente a 90 ! or cora=a. @i la distancia entre deflectores & fuera de -; la temeratura de salida del alco"ol sera 2.1- ! maor 4!uáles las temeraturas de salida6 22;# Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1; ?@ !at. A0 de 2 "oruillas $ m. de lon*itud, calienta un luido desde 20! con otro luido a 90!. @i el intercambiador fuera de - "oruillas, la transferencia de calor se incrementa en 1A.A$F 4!uáles las temeraturas de salida6. Bsuma Uo #
EXAMEN DE AUXILIA+URA 22"# n una lanta industrial un cambiador de calor del tio cora=a tubo, está calentando a*ua sucia a ra=5n de -0000 lb/". desde 1A0 "asta 2-% or medio de la condensaci5n de :aor de a*ua saturado a 2A0 en el exterior de los tubos. l cambiador tiene %00 tubos de acero (di#0.0%2ft., do#0.07 ft.) disuestos en un as ue tiene -0 ies de lon*itud. @e uede suoner ue la resistencia trmica de las incrustaciones en la ared interior del tubo no se altera cuando la raide= del fluDo de masa se incrementa, ue la :ariaci5n de las roiedades del a*ua con la temeratura son desreciables. !alcular a# l coeficiente de transferencia de calor del lado a*ua
