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PROBLEMAS
1. (4 puntos) Se pretende diseñar un intercambiador de calor del tipo carcasa-tubo del que se conocen los siguientes datos:

Fluido Circulación Coeficiente de película Caudal másico Tªde
entrada Tª de
salida
Velocidad
Frío(agua) Interior ¿ 2 kg/s 26ºC 84ºC 1,3 m/s
Caliente(aire) Carcasa 1400 W/m2ºC 1 kg/s ¿ ¿ ¿

Otros datos:
Conductividad térmica de la tubería, k=380 W/m K
Tipo de tubos: 20mm/25mm
Longitud de los tubos 1 m
Considerar el aire como gas perfecto con cp = 1 kJ/kg K

Se pide:
a) Decidir que configuración de las siguientes posee mayor efectividad: 1-1 en equicorriente.
 1-1 en contracorriente.
 1-2.
b) Trabajando con la configuración que posea la mayor efectividad. Obtener las temperaturas del fluido caliente (a la entrada y salida) yrepresentar la distribución de temperatura en el interior del intercambiador.

2. (3 puntos) Una vivienda se mantiene a temperatura constante de 24ºC. Las paredes están formadas por un ladrillohacia el exterior (klad=0,35 W/mºC) y de material aislante hacia el interior (kais=0,055 W/mºC). El viento a 48 km/h y 8ºC fluye paralelamente sobre una pared (4 metros de altura y 8 metros de longitud)la vivienda. Si el coeficiente convectivo interior es 7,5 W/m2 ºC. Determinar la transferencia de calor hacia el exterior en esta pared de la vivienda.
Los espesores de las paredes son 10 y 5 cm,respectivamente.
Nota: Asumir una temperatura de película (tª media) del aire de 10ºC.





Resolución de problema 1
En este problema pretendemos obtener la efectividad de las distintasconfiguraciones del intercambiador para ello debemos conocer el Área y el Coeficiente Global de Transmisión de Calor (U).

Lo primero que vamos a calcular es el número de tubos por paso, necesario paraobtener el área de intercambio de calor posteriormente.
nt-p = 4 /  f u
Tm = (26 + 84) / 2 = 55 ºC
ρf = (Tabla del agua, Tª = 55 ºC) = 985,2 kg/m3
nt-p = 4 • 2 / ( 985,2•  (20 10-3)² •...