transferencia de calor

EJERCICIOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR


Ejercicio 11.34
En una supercomputadora, los retrasos de propagación de la señal se reducen al recurrir arreglos de circuitos de alta densidad que seenfrían sumergiéndolos en un líquido dieléctrico especial. El fluido se bombea en un circuito cerrado a través de la computadora y de un intercambiador de calor de coraza y tubos contiguo que tiene unpaso por la coraza y dos pasos por los tubos.
Durante la operación normal, el calor generado dentro de la computadora se transfiere al fluido dieléctrico que pasa a través de la computadora a unflujo de mf = 4.81 Kg/s. A su vez, el fluido pasa por los tubos al intercambiador de calor y el calor se transfiere al agua que pasa sobre los tubos. Se puede suponer que el fluido dieléctrico tienepropiedades constantes Cp = 1040 j/Kg. K, = 7.65 x 10-4Kg/s.m,
= 0.058 w/m.K y Pr = 14. Durante la operación normal, agua fría a un flujo de mw = 2.5 Kg/s y una temperatura de entrada T w,i= 5º C pasa sobre los tubos. El agua tiene un calor específico de 4200 J/Kg.K y proporciona un coeficiente de convección promedio de 10.000 W/m2.K sobre la superficie externas de los tubos.a.) Si el intercambiador de calor consiste en 72 tubos de pared delgada, cada uno de 10mm, de diámetro y se supone que existe un flujocompletamente desasrrollado dentro de los tubos. ¿ Cuál es el coeficiente de convección asociado con los flujos por los tubos?


Para un flujo de tubo:ReD = = = 11.120


hi = (K/D)*0.023 ReD Pr 0.3 = 0.023* *(11,120)*14

hi = 508W/m 2 .Kb.) Si el fuido dieléctrico entra al intercambiador de calor a T f,i = 25ºC y sale a T f.o = 15ºC. ¿ Cuál es la longitud de tubo que se requiere por paso?


Cf = mf Cp,f = 4.81 Kg/s (1040 J/...