PEP2 Vespertino 1 628632-1
PEP2 Vespertino 1 628632-1
PEP2 Vespertino 1 628632-1
0.33
𝐶𝑝𝑙 𝛥𝑇 𝑞 ′′ 𝑔𝑐 𝜎
𝑛 = 𝐶𝑠𝑓 [ √ ]
ℎ𝑓𝑔 𝑃𝑟𝑙 𝜇𝑙 ℎ𝑓𝑔 𝑔(𝜌𝑙 − 𝜌𝑣 )
1 1
SL/D ST/D ∀̇ (m3/s) Psat (Psia)
2. Se ha analizado experimentalmente un I.C. de tubos y coraza (2 pasos por los tubos y un paso por la
coraza) el cual ha sido usado para calentar un flujo másico total de agua (𝑚̇) desde Ti a To. El flujo
másico total que ingresa al intercambiador se divide en tres tubos de cobre (k = 401 W/m ºC, 𝜖 =
5,905 × 10−5 in) con un diámetro externo de ¾ in y diámetro interno de 0,688 in. El medio que
entrega calor es un flujo de vapor saturado de 0,028 kg/s (Tsat), que condensa sobre la superficie
exterior de los tubos del I.C, los cuales a su vez forman un arreglo vertical. Es válida la suposición
que el vapor sale del I.C. como líquido saturado. Calcular:
a) El flujo de calor absorbido por el agua, b) el coeficiente global de transferencia de calor a partir del
cálculo de las resistencias térmicas (realice un circuito térmico equivalente), c) la longitud de los
tubos, d) el número de unidades de transferencia, e) la eficiencia del proceso de intercambio de calor
usando el método NTU y f) calcular el calor perdido desde la superficie de la coraza por convección
natural y radiación si la temperatura del aire exterior del aire es 25°C y la temperatura de los
alrededores es 30°C. Considerar la coraza como un cilindro de hierro fundido de 1,5 veces el largo
de los tubos y un diámetro de 0,17 m.
Especifique claramente todas las suposiciones realizadas y describa el procedimiento para validarlas.
Justificar la elección de las correlaciones empíricas.
1 10 30 0.89 90
2 15 40 0.79 110
3 20 45 1.0 85
4 10 45 1.2 90
5 15 35 0.92 95
6 10 35 1.4 90
3. Se requiere enfriar las oficinas de un edificio de n pisos mediante la instalación de una unidad
terminal “Fan Coil”, la cual permite disminuir la temperatura en cada oficina mediante la
circulación de agua previamente refrigerada. Es sabido que cada unidad instalada requiere para
operar 1,94 m3/h de agua la cual debe ingresar a 7°C para luego ser expulsada 12°C. Si el edificio
posee m oficinas por piso y en cada una de ellas se instala una unidad “Fan Coil”, a) Cuál es el
flujo másico total de agua que se debe refrigerar. Para refrigerar el flujo másico total, se requiere
de una unidad enfriadora de agua (Chiller), cuyo evaporador permite, mediante la evaporación de
refrigerante R134a, retirar el calor del flujo de agua que ingresa a 12 °C, de forma tal que, a la
salida, ésta se encuentre a 7°C. El evaporador de la unidad enfriadora es un I.C. de tubos (Do=0.12
m, Di=0.11 m) y coraza con un paso por la coraza y dos por los tubos Se pide calcular:
b) El flujo de calor que tiene lugar en el I.C.
c) El flujo másico de refrigerante requerido si este ingresa a la coraza como líquido saturado a
una presión Psat, y sale del intercambiador como vapor saturado.
Considerando que el flujo total de agua se divide al interior del I.C. en un total N tubos de
cobre (k=392 W/mK) en paralelo, se requiere:
d) El flujo másico de agua que fluye al interior de cada tubo
e) Proponer un CTE para el proceso de transferencia que tiene lugar entre el agua y el
refrigerante. Calcular el coeficiente pelicular interior.
f) La temperatura superficial exterior de los tubos. Calcular el coeficiente pelicular exterior.
g) El coeficiente global de transferencia de calor del evaporador (I.C.) El área de transferencia
de calor y la longitud de cada tubo
n m 𝑁 Psat (kPa)
19 4 4 4 60
20 5 4 5 70
21 5 5 6 80
22 7 5 6 60
23 6 4 5 70
24 5 5 5 80
25 7 4 5 60
26 6 5 4 70
27 9 4 6 80
T 1; ε 1
T2; ε2
1m
0.5 m
T1 (°C) T2 (°C) ε1 ε1
1 60 40 0.89 0.91
2, 11 30 15 0.79 0.82
3 22 10 0.72 0.78
4, 12 70 35 0.94 0.96
5 50 35 0.92 0.80
6, 13 35 25 0.80 0.92
7 45 20 0.95 0.75
8, 14 55 25 0.78 0.89
9 32 18 0.82 0.75
10 38 53 0.91 0.96
2. Dos elementos disipadores de calor cuadrados, largo de 10 cm e igual área, están
posicionados de acuerdo con la configuración mostrada abajo (placas separas formando un
ángulo de 30°). La superficie de la placa derecha (ε1) es mantenida a una temperatura T1,
mientras la superficie de la placa izquierda (ε2) es mantenida a una temperatura T2. Ambas
superficies también emiten calor a una atmósfera de aire seco cuya temperatura efectiva es
Ta. Calcular el calor emitido por radiación y por convección natural al ambiente. Calcular el
calor neto por radiación entre ambas placas.
1 17.370.408-9 15 19.289.207-4
2 17.871.516-K 16 18.079.541-3
3 17.315.372-4 17 17.810.988-K
4 19.382.535-4 18 18.664.882-K
5 18.336.862-1 19 18.284.900-6
6 19.284.331-6 20 12.140.295-5
7 17.310.580-0 21 17.377.520-2
8 18.296.055-1 22 16.121.758-1
9 18.768.314-9 23 18.023.043-2
10 18.480.916-8 24 17.305.206-5
11 18.261.087-9 25 16.537.710-9
12 18.247.125-9 26 19.341.033-2
13 18.463.941-6 27 15.844.829-7
14 18.220.474-9 28 18.563.006-4