Solucionario de Examenes OP2

EXAMEN FINAL PRQ203 Operaciones Unitarias II

SOLUCIONARIO DE EXAMENES PRQ203 Operaciones Unitarias II

PRIMER PARCIAL

Semestre 2/1997(27/X/1997)

1. Una esfera de acero inoxidable de 8 cm. de dimetro, se encuentra al ambiente a 20 C. ho = 2.65 BTU/h ft2 F. El calor generado uniformemente en el interior de la esfera es de 1 Kw/m3. Calcule la temperatura en el centro de la esfera en rgimen permanente.2. Agua por el interior de un tubo de acero de 1 Cat. 80 tiene Ti=150 C hi=88 BTU/h ft2 F y Ta=20C ho=2.1 BTU/h ft2 F. Si se recubre con una capa de amianto k=0.104 BTU/h ftF de 1 de espesor. Calcule Uo referido al rea exterior del tubo desnudo y referido al rea exterior del aislante. Demuestre que ambos coeficientes dan la misma transferencia de calor por metro de longitud?.

3. Teora:

a. Explique la teora de electrones libres.

b. Defina capa lmite trmica

c. El coeficiente de pelcula h de qu es funcin?.d. Cual es el fundamento fsico de los superconductores?.Semestre 1/1998(129/VI/1998)

4. Un tanque cilndrico de acero, tapado de 1 m. de dimetro y 1.5 m. de alto, contiene agua caliente a 100C con hi = 150 BTU/h ft2 F. Esta expuesto al medio ambiente a 15C y ho = 5 BTU/h ft2 F y aislado con lana de vidrio de 1. Qu temperatura tendr el agua y qu cantidad de calor se habr perdido al cabo de 1 hora?.5. Una varilla maciza de cobre de 1 cm. de dimetro y 50 cm. de longitud, est apoyada en sus extremos a 300 y 150C. La varilla est expuesta al medio ambiente Ta=15C y ho = 10 BTU/h ft2 F. Cul la temperatura mnima y a que distancia se encuentra del extremo de 300 C?.Semestre 2/1998(9/X/1998)

6. Qu cantidad de calor se transfiere por una tubera de 2IPS Cat.40 de acero, que conduce vapor saturado de agua a 5 Atm. Si la tubera est aislada con dos capas concntricas de asbesto 1 de espesor y madera de espesor respectivamente. y rodeada al medio ambiente a 20 C. ho = 7 BTU/h ft2 F. hi = 1500 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de agua condensa por unidad de longitud?. Utilice U referido al rea exterior del asbesto.7. Una varilla maciza de acero de 5 cm. de dimetro y 50 cm. de longitud, inicialmente a 200C., se la deja al medio ambiente Ta=15C con ho = 5 BTU/h ft2 F. Cul la temperatura en el centro de la varilla despus de 5 minutos?.

8. Un tanque cilndrico tapado de 1 m. de dimetro y 1.5 m. de alto, encamisado con vapor saturado de agua a 200 C, se llena con agua a 20C. con un flujo constante de 50 Lt/min., Qu temperatura tendr el agua cuando est lleno , si hi = 150 BTU/h ft2 F?.

Semestre 1/1999(24/5/1999)

9. Un tubo capilar de vidrio de 0.5 cm. de dimetro interior, 1 mm. de espesor y 20 cm. de largo, contiene mercurio a 20C. Se introduce a agua caliente a 100 C con hi = 100 BTU/h ft2 F. A qu altura ascender el mercurio en un minuto?.

10. Un tanque cilndrico tapado de 2 m. de dimetro y 3 m. de alto, lleno de agua caliente a 60C. hi = 150 BTU/h ft2 F, tiene un serpentn de 3 vueltas de 1.5 m. de dimetro con un tubo de cobre de 2 IPS Cat. 40, el cual contienen vapor saturado de agua a 5 atm. El tanque est aislado con 1 de asbesto y expuesto al medio ambiente a 15 C. ho = 5 BTU/h ft2 F.

a. Cul ser la temperatura de agua despus de una hora?.b. Cul ser la temperatura del agua en el equilibrio, despus de transcurrido mucho tiempo?.Semestre 2/1999(4/X/1999)

11. Calcular la prdida de calor de una chimenea de seccin cuadrada de 40x40 cm. exterior con un espesor de 15 cm. de ladrillo con hi = 100 BTU/h ft2 F. Ti=300 C, ho = 5 BTU/h ft2 F. Ta=20 C.

12. Una tubera de 3IPS Cat.40 aislada con 2 de lana de vidrio, conduce vapor saturado de agua a 150C. y rodeado al medio ambiente a 15 C. ho = 10 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de agua se debe purgar cada 10 m. lineales de tubera?.

Semestre 1/2000(30/3/2000)

13. Una chimenea de seccin cuadrada de 70x70 cm. exterior hecha de ladrillo comn de 10 cm. de espesor y de 10 m. de alto, elimina 7000 Lb/h de los humos calientes de un horno a 300 C con Cpi=0. hi = 5 BTU/h ft2 F., ho = 10 BTU/h ft2 F. Ta=20 C. a. Qu cantidad de calor se elimina por la pared ?.

b. Qu temperatura de salida tienen los humos ?.14. Se transporta vapor saturado de agua a 150 C por una tubera de acero de 2 IPS Cat. 40 de acero, aislada con 2 de lana de vidrio. Se piensa cambiar de aislante por uno del mismo espesor pero de la mitad del valor de la conductividad trmica Qu % de ahorro de calor se tendr?.Si la temperatura del medio ambiente es 15C. ho = 5 BTU/h ft2 F..

Semestre 1/2001(20/9/2001)

15. Una tubera de acero de 1 IPS Cat. 40, transporta agua a 70C con hi = 160 BTU/h ft2 F. La tubera est aislada con 1 de un aislante desconocido y rodeada al medio ambiente a 20 C. ho = 5 BTU/h ft2 F. Qu conductividad tiene el material, si la temperatura entre la tubera y el aislante es de 66 C ?.

16. Un tanque cilndrico de 2 m. de longitud y 1 m. de dimetro, colocado horizontalmente. Est lleno de agua a 90C. Existe un flujo de salida por la parte inferior de 5 lt/min. En qu tiempo la temperatura alcanzar los 50 C?. Si Uo = 6 BTU/h ft2 F y Ta=20 C.Semestre 1/2002(22/4/2002)

17. Un tanque cilndrico sin tapa de 1 m. de dimetro y 2m. de alto lleno de agua fra a 20C, tiene un serpentn de 1BWG 14 y 2 m. de largo con vapor saturado a 5 atm. y rodeado al medio ambiente a Ta=20 C. ho = 5 BTU/h ft2 F. aislado con 1 de lana de vidrio. a. En qu tiempo hierve el agua en Sucre?.b. En qu tiempo baja el nivel en 25%?.c. Qu cantidad de vapor se gasto?.18. Una tubera de 2 IPS Cat. 40 de 10 m. de longitud, transporta agua caliente a 80C con hi = 150 BTU/h ft2 F y est rodeada al medio ambiente a 15C. ho = 10 BTU/h ft2 F. Cul es la temperatura de salida del agua caliente y qu cantidad de calor se transfiere?.

Semestre 2/2002(26/9/2002)

19. Una tubera de 2 IPS Cat. 40 de aluminio y 20 m. de longitud, transporta agua caliente a 60C con hi = 150 BTU/h ft2 F. La tubera est sumergida en una piscina a 15C. ho = 70 BTU/h ft2 F. Cul es la temperatura de salida del agua caliente y qu cantidad de calor se transfiere?.

20. Un tanque esfrico de 5 m. de dimetro y 1 de espesor hecho de acero, almacena agua caliente a 90C. con hi = 100 BTU/h ft2 F. Esta rodeado al medio ambiente a 20 C. ho = 5 BTU/h ft2 F. Se extrae un flujo constante de agua de 2 Lt/min. Qu temperatura tendr el agua cuando est en la mitad del tanque?.

Semestre 2/2002(26/9/2002)

21. Un cubo de hielo de 5 cm. de lado y -10C de Ti se introduce completamente en uin recipiente de agua a 20C hi=150 BTU/h ft2 F. En qu tiempo el hielo se disuelve 50% de su masa?. r=913 Kg/m3, Cp=1.93 KJ/Kg., k=2.22 W/m C, a=1.24x10-6 m2/sg.22. Un cubo de hielo de 10 cm.de lado se introduce completamente en un recipiente de agua a 20C hi=150 BTU/h ft2 F. En qu tiempo el hielo se disuelve 50% de su masa?

23. Una esfera de acero de 20 cm. de dimetro y 5mm. de espesor se le introduce aire a presin, aumentando la presin interior a razn de 0.1 atm/min. desde 1 a 5 atm. Cul ser la temperatura final del aire, si Ta=20C, hi = 5 BTU/h ft2 F, ha = 10 BTU/h ft2 F.?. 24. Una tubera de 2 IPS Cat. 40 transporta vapor saturado de agua caliente a 2 atm. hi = 1500 BTU/h ft2 F. y est sumergida en un tramo de 20 m. en un estanque de agua a 10C, ho = 80 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de agua condensada saldr por el extremo?.

25. Un tanque cilndrico horizontal de 2 m. de dimetro y 4m. de largo est alimentado con vapor saturado de agua a 3 atm. hi = 1500 BTU/h ft2 F. y rodeado al medio ambiente a 10 C. ho = 10 BTU/h ft2 F. Si la presin dentro del tanque se mantiene constante. Qu cantidad de condensado se formar y que temperatura final tendr el agua condensada despus de 5 horas?.

Semestre 1/2005 26. Una tubera de acero al carbono 2 IPS Cat 40 transporta vapor de agua saturado a 5 atm. hi = 1200 BTU/h ft2 F est rodeada al medio ambiente a 20 C. ho = 5 BTU/h ft2 F. Existen lneas de purga de condensados cada 7 m. Si el diseo de las trampas de vapor es para una capacidad mxima de purga de 0.1 lt/min. Qu espesor de lana de vidrio debe tener la tubera?.

27. Un tanque cilndrico vertical de 1 m. de dimetro y 2 m. de alto de acero aislado con 2 de lana de vidrio y sin tapa tiene un serpentn de 2 IPS Cat.40 de 4 m. de largo con vapor saturado de agua a 150C. Si la temperatura del agua del tanque es 100 C Ta=20 C y ha = 5 BTU/h ft2 F. Qu tiempo transcurrir para que la altura de agua en el tanque reduzca parte?.

Semestre 2/2006

28. Una caja cbica de madera de 1 m. de lado externo y 1 de espesor, sirve de conservadora de alimentos y debe mantenerse a 4C utilizando cubitos de hielo a 0C. Si ha = 10 BTU/h ft2 F Ta=20 C km=0.10 BTU/h ft F. Qu cantidad por hora de hielo debe agregarse y de que tamao de trozos recomendara?.

29. Una tubera de acero 2 IPS Cat. 40 de 50 m. de longitud transporta 2000 Lb/h de agua caliente a 90 C a la entrada. Qu espesor de lana de vidrio debe instalarse para que las prdidas de calor sean 1% como mximo? hi = 120, ha = 10 BTU/h ft2 F, Ta=20 C.

30. Una tubera de acero 2 IPS Cat. 40 de 50 m. de longitud transporta vapor saturado de agua a 3 atm. Qu espesor de lana de vidrio debe instalarse para que las prdidas de calor sean 1% como mximo? hi = 1500, ha = 10 BTU/h ft2 F, Ta=20 C.Semestre 2/2009 (1/X/2009)31. Una tubera de 2 IPS Cat 40 y 10 m. conduce vapor de agua saturado a 140 C y est rodeada al medio ambiente a 20 C. Se requiere aislar con lana de vidrio para que el condensado que se forma se reduzca de 152 a 5 lb/h. Qu espesor de aislante se requiere?.

32. Un tanque cilndrico vertical de 30 cm. de dimetro y 50cm. de altura al medio ambiente a 20C y ha = 5 BTU/h ft2 F. est lleno de agua a 30C Que cantidad de cubitos de hielo y de que tamao se requiere, para enfriar el agua hasta 7 C en 45 minutos?.

33. Un tanque cilndrico vertical de 1,5 m. de dimetro y 2 m. de altura de acero de 1 pulgada de espesor esta al medio ambiente a 20C y ha = 5 BTU/h ft2 F. est lleno de agua a 50C y hi = 100 BTU/h ft2 F. El tanque no tiene tapa y est aislado con 1 de lana de vidrio en su cara lateral y tiene un serpentn de 2 IPS catalogo 40 de cobre de 4 m. de longitud, por cuyo interior fluye vapor saturado de agua a 140C y hv= 1500 BTU/h ft2 F. Que temperatura tendr el agua despus de 5 horas?.(NO SE ESCOGIO)34. Se desea enfriar un balde totalmente aislado y lleno con 10 litros de agua a 30C y ha = 100 BTU/h ft2 F hasta 7C usando cubos de hielo en 5 minutos. Qu cantidad de cubos de hielo y de que tamao se requieren?. (NO SE ESCOGIO).Otros Semestres

35. Un tanque cilndrico vertical de 1 m. de dimetro y 2 m. de alto lleno de agua caliente a 90C hi = 100 BTU/h ft2 F, est aislado con 1 de lana de vidrio en toda su superficie exterior. El tanque posee un serpentn de cobre de 2 m. de longitud 1IPS Cat.40 por donde circula agua a una temperatura de entrada de 20 C hs = 150 BTU/h ft2 F En qu tiempo el agua del tanque llegar a 50 C?.36. Una tubera de 1 IPS Cat. 80 de acero aislada con 2 de asbesto, conduce vapor de agua saturado a 5 atm. hi = 1500 BTU/h ft2 F y est rodeada al medio ambiente a 20 C. ho = 5 BTU/h ft2 F. A qu longitud mxima se debe instalar las lneas de purga, si las trampas de vapor que se tienen son de 1 Lt/min. de capacidad mxima de flujo?.

37. Una tubera de acero de 2 IPS Cat. 40, conduce vapor de agua saturado a 5 atm. La tubera est rodeada al medio ambiente en un da de invierno a 10 C. ho = 10 BTU/h ft2 F. hi = 1000 BTU/h ft2 F.

a. Qu cantidad de agua se condensa sin aislante?.

b. Qu cantidad de agua se condensa con 1 de lana de vidrio?

38. Una varilla maciza de vidrio de 10 cm. de longitud y 1 cm. de dimetro, est unida en sus extremos a 150 y 70 C respectivamente. Cul es la temperatura mnima y a qu distancia del extremo de 150C. se encuentra, si Ta=20 C. ho = 5 BTU/h ft2 F?

39. Teora:

a. Qu es la longitud de entrada y flujo totalmente desarrollado?.

b. Por qu en diseo de aislantes en tuberas se menciona un espesor crtico?.

c. Cmo se explica que al instalar aletas muy largas, estas pueden tener zonas intiles o de baja eficiencia?.40. Una tubera de acero de 4 IPS Cat. 40 de acero y 10 m. de longitud, transporta 5000 Kg/h. de agua caliente a 90C con hi = 100 BTU/h ft2 F. La tubera est aislada con 1 de lana de vidrio y rodeada al medio ambiente a 15 C. ho = 5 BTU/h ft2 F. Qu temperatura tendr el agua a la salida y qu cantidad de calor total se transfiere?.

41. Una viga de acero de 10 cm. de base y 15 cm. de alto, est apoyada contra un horno a 100C y las paredes restantes estn al medio ambiente a 20C. ho = 10 BTU/h ft2 F. Qu temperatura existe en el centro y qu cantidad de calor transfiere por metro de longitud?.42. Una tubera de 2 IPS Cat. 40 de acero, transporta vapor saturado de agua a 3 Atm. Existen purgas de condensados cada 10 m. con 10 Lt/h. de capacidad mxima. Qu espesor mnimo de lana de vidrio se debe usar?. Si Ta= 15 C, ha = 5 BTU/h ft2 F

43. Un tanque de acero de 1 m. de dimetro y 2 m. de alto agitado y lleno de agua, tiene un flujo de entrada de 10 Lt/min. de agua fra a 20C por la parte superior y una salida por la parte inferior del mismo flujo. El tanque tiene un encamisado con agua caliente a 100C, ho = 100 BTU/h ft2 F. en toda su pared lateral. Cul ser la temperatura de agua de salida en el estado estable?. Si Ta= 20 C, ha = 10 BTU/h ft2 F, hi = 50 BTU/h ft2 F.44. Una chimenea de ladrillo de 15 cm. de espesor y de seccin cuadrada de 20x20 cm. interior conduce humos calientes a 340C, hi = 10 BTU/h ft2 F. El medio ambiente est a Ta= 10 C, ha = 5 BTU/h ft2 F.Qu cantidad de calor se pierde por metro de alto de chimenea?45. Una tubera de 3 IPS Cat. 40 de acero, conduce vapor saturado de agua a 150C y aislada con 1 de lana de vidrio. La temperatura ambiente es de Ta= 15 C, ha = 10 BTU/h ft2 F. Cada 10 m. tiene instaladas trampas de vapor. Qu cantidad de condensados se forman en cada purga?

46. Una tubera de 2 IPS Cat. 40, con una Tw=150 C, tiene una aleta de cobre de 1mm. de espesor. La temperatura ambiente es de Ta= 10 C, ha = 5 BTU/h ft2 F. Si la eficiencia de la aleta es de 70%. Qu longitud tiene la aleta? Si:

a. Longitudinal.

b. Transversal

c. Comente cual y porque es ms larga47. Una tubera de acero 2 IPS Cat. 40, conduce vapor de agua saturado a 5 atm. desde el caldero hasta los intercambiadores de calor. Se tienen instaladas trampas o purgas de vapor cada 10 m. a lo largo de la tubera con una capacidad de 10 Lt/min. cada una. Cunta lana de vidrio como mnimo se debe colocar si Ta= 20 C, ha = 10 BTU/h ft2 F?.

48. Un tanque cilndrico horizontal de 1 m. de dimetro y 2 m. de longitud instalado horizontalmente, est del dimetro lleno de agua caliente a 90C. En qu tiempo se enfra a 40C?. hi = 120, ha = 5 BTU/h ft2 F, Ta=15C.49. Una viga de seccin transversal rectangular de 30x20 cm. de acero, se apoya en una de sus caras de 20 cm. a 200 C. y las tres restantes estn al medio ambiente ha = 10 BTU/h ft2 F, Ta=20C.

a. Qu cantidad de calor se transfiere?.b. Qu temperatura tiene la otra cara de 20 cm.?.50. Una tubera de 4 IPS Cat. 40 de 50 m. de longitud, conduce vapor de agua saturado a 3 atm. hv = 1500 BTU/h ft2 F y est rodeada al medio ambiente a 20 C, ha = 5 BTU/h ft2 F. Cul ser la cantidad de condensado, ha = 120 BTU/h ft2 F y su temperatura a la salida?.

51. Un tanque cilndrico horizontal de 2m. de dimetro y 6 m. de longitud de acero, contiene 1.75 m. de agua caliente a 80C. Existe un flujo continuo de entrada y salida de 10 lt/min. a una temperatura de 90C Qu espesor de lana de vidrio deber instalarse para que el agua se mantenga a 80 C?. hi = 120, ha = 10 BTU/h ft2 F, Ta=20C.52. Una tubera de acero de 2 IPS Cat. 40. Conduce 3000 Lb/h de agua fra a 20C. La tubera de 10 m. de longitud est rodeada de un ambiente con vapor saturado de agua a 2 atm.abs. Si hi = 100 y ho = 1500 BTU/h ft2 F A qu temperatura sale el agua por el extremo de la tubera y qu cantidad de calor se transfiere?.53. Un tanque esfrico de 10 m de dimetro contiene GLP a 0 C y hi = 50 BTU/h ft2 F hasta una altura de (7.5m.). El ambiente que lo rodea est a 20C y ha = 5 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de calor se transfiere despus de 3 horas?.54. Un tanque esfrico de 10 m de dimetro contiene Agua caliente a 80 C y hi = 50 BTU/h ft2 F hasta una altura de (7.5m.). El ambiente que lo rodea est a 20C y ha = 5 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de calor se transfiere despus de 3 horas?.55. Un tanque cilndrico vertical de 2 m. de dimetro y 3 m. de altura con agua hasta 1 m. de alto a 20C , recircula 2500 Lb/h por un intercambiador concntrico de 1 x IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 2 m. de longitud de paso con Uo = 150 BTU/h ft2 F calentado con vapor de agua saturado a 130 C. El tanque tiene un flujo continuo de entrada de 500 Lb/h. a 20C y est totalmente aislado. Cuando el tanque est lleno de agua Que temperatura tendr el agua del tanque?.56. Un intercambiador de tubos concntricos de 2x1 IPS Cat. 40 de acero de 5 horquillas y 3 m. de longitud, calienta alcohol etlico comercial a 20C con 2500 Lb/h. de agua caliente a 90C. Si se cambian los tubos por cobre la temperatura del alcohol es 3 C mayor Cules las temperaturas de salida?.

57. Un tanque cilndrico vertical de 2 m. de dimetro y 3 m. de altura lleno de un lquido con reaccin endotrmica de 52 BTU/lb h., se debe mantener a 75 C con un serpentn de 2 IPS Cat. 40 de cobre lleno de vapor saturado a 140C. Disee el serpentn para un calentamiento mximo de 1 hora de los reactivos. Asuma Ta=20 C ha=10 hi=100 hv= 1500 BTU/h ft2 F y propiedades de los reactivos semejantes a las del agua.58. Una varilla cilndrica maciza de 2 cm de dimetro inicialmente a 100 C se la deja al ambiente a 20 C ha=5 BTU/h ft2 F. a)En qu tiempo el centro de la varilla estar a 50C?. b) Si fuera de vidrio.59. Un tanque cilndrico de 2x4 m. lleno de alcohol etlico comercial con reaccin exotrmica de 52 BTU/Lb h., se debe mantener a 75 C, encamisando el tanque con agua a 25 C ho=120 BTU/h ft2 F. Qu alto debe tener la camisa? Asuma Ta=20 C ha=10 hi=100 hc= 120 BTU/h ft2 F y propiedades de los reactivos semejantes a las del agua.60. Ha cado una granizada en Sucre con esferas de 1 cm de dimetro a. Qu volumen de una cmara frigorfica de pared metlica se puede mantener a 7 C con cada kilogramo de granizo? b. Para una cmara frigorfica metlica de 10m3, qu cantidad de granizo se debe usar para mantener el aire dentro en 7 C?. Asuma Ta=20 C ha=10 hi=5 Ti=7C.

61. Una regla de acero de 5 mm. x 25 mm. y 50 cm. de largo se apoya en sus extremos a 200 C y 100 C, para Ta=20 C ha=10 BTU/h ft2 Fa. Cul es la temperatura mnima en la regla?b. A qu distancia x del extremo de 200 C se encuentra el mnimo?c. Qu cantidad de calor total se transfiere mediante conduccin, conveccin?SEGUNDO EXAMEN PARCIALSemestre 2/1997(15/XII/1997)

62. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de una horquilla y 3 m. de longitud. Calienta 6000 Lb/h. de acetona pura desde 20C con agua caliente 8000 Lb/h. a 90C por anulo. Si la temperatura de salida de acetona es de 50C el primer da de funcionamiento del intercambiador Cul el UD?.63. Calcule la cantidad de calor que se transfiere desde una tubera de 10 IPS Cat.80 de acero al medio ambiente. Si por el interior se transporta vapor saturado de agua a 4 atm. manomtricas y por exterior la tubera est rodeada por aire atmosfrico a 25 C.Semestre 2/1999(29/XI/1999)

64. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 sirve para calentar acetona pura por interior de 20 a 60C con agua caliente de 90 70C en contracorriente, a. Cuntas horquillas tiene el intercambiador, si la longitud de paso es de 3 m.?. Asuma Uo=100 BTU/h ft2 F.b. Con que Rd de ensuciamiento est trabajando el intercambiador?65. Una Tubera de 2 IPS Cat. 40 de acero, conduce vapor de agua saturado a 2 atm. abs., y tiene aletas transversales de aluminio (tipo platillo) de 1 de longitud y 0.2 mm. de espesor. Cul es el aumento de calor debido a la aleta, si Ta=20C ho=5 BTU/h ft2 F?.Semestre 2/1999(29/XI/1999)

66. Una Tubera horizontal de 10 de dimetro exterior expuesta al medio ambiente a Ta=10C Qu cantidad de calor pierde por metro de longitud, si la temperatura de pared es de 120 C?.67. Un intercambiador de tubos concntricos de las siguientes caractersticas:De 1 HorquillaLp=3m.

De 2 x 1 IPS Cat. 40 Calienta benceno 4000 Lb/h. en condiciones limpias de 20 a 80C con vapor saturado por nulo a 50 Psig. Hasta qu temperatura calentar despus de 1 ao de funcionamiento?.

68. Teora:a. Porqu no existen ecuaciones a dimensionales para calcular hi en condensacin y ebullicin?.

b. Explique la optimizacin tcnico econmica en el diseo de un ITC.

c. Cmo se calcula el rea de transferencia de calor y el rea de flujo de fluido por lado anulo?.Semestre 1/2000(5/VI/2000)69. Calcule la cantidad de calor que pierde una tubera de 2 IPS Cat. 40 expuesta al medio ambiente que conduce 5000 Lb/h. de vapor saturado de agua a 30 Psig.. La temperatura ambiente es 15 C.70. Qu cantidad de calor se aumenta al utilizar 7 aletas/pulgada en una tubera de 2 IPS Cat. 40?. La tubera conduce vapor saturado de agua a30 Psig. y esta al medio ambiente con Ta=15C ho=10 BTU/h ft2 F. Las aletas instaladas son transversales tipo platillo de cobre de 0.5 mm. de espesor y 1 de longitud.71. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 y 3 m. de longitud de paso, calienta 5000 Lb/h. de acetona de 15 a 60C con 4000Lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente por anulo. Cuntas horquillas se requieren para este fin?.Semestre 2/2000(17/XI/2000)72. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 6 m. de longitud de paso, calienta 8500 Lb/h. de acetona de 22 a 65C con vapor saturado de agua 73. por anulo a 40.3 Psig. el primer da de funcionamiento y se debe regular 8100 Lb/h de acetona para mantener las mismas condiciones de salida al cabo de un ao de funcionamiento. Qu coeficiente de ensuciamiento global tiene el equipo?. Se puede asumir hi como resistencia controlante.74. Una Tubera 2 IPS Cat. 40 de acero con 7 aletas/pulgada, transporta agua caliente a 90 C y esta al medio ambiente a Ta=20C, ho=5 BTU/h ft2 F, hi=100 BTU/h ft2 F. Las aletas transversales tipo platillo son de 2 cm. de longitud y 0.1 mm. de espesor a. Qu cantidad de calor se transfiere por pie de tubera?.b. Cul la temperatura en la tapa de la aleta?.Semestre 1/2001(15/VI/2001)

75. Un clavo de 1 de largo y 1 mm. de dimetro de hacer, sirve de aleta apoyado a su base a una superficie caliente a 100 C. Cul es su eficiencia, si Ta=15C ho=5 BTU/h ft2 F?.76. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 1 horquilla y 2m. de longitud de paso, sirve para calentar 4000 Lb/h. de alcohol etlico comercial por nulo desde 20C con vapor de agua saturado a 2 atm. con un Uo=100 BTU/h ft2 F. a. Cul ser la temperatura de salida, si se disminuye el flujo de alcohol a 3000 Lb/h.?. (Corrija el Uo por el cambio de flujo).b. Con que Rd de ensuciamiento est trabajando el intercambiador?Semestre 2/2001(22/XI/2001)

77. Un intercambiador de tubos concntricos calienta 4000 Lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente. El intercambiador es 2 x 1 IPS Cat. 40 de 1 horquilla y 3 m. de longitud de paso. Si cuando est limpio, calienta el alcohol 10 C ms que cuando est sucio despus de un ao de uso, Cules las temperaturas de salida?.78. Una Tubera de 2 IPS Cat. 40 de acero, conduce vapor de agua saturado a 2 atm. abs., y tiene aletas transversales de aluminio (tipo platillo) de 1 de longitud y 0.2 mm. de espesor. Cul es el aumento de calor debido a la aleta, si Ta=20C ho=5 BTU/h ft2 F?.Semestre 1/2002(13/VI/2002)

79. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquilla y 2 m. de longitud de paso calienta 6000 Lb/h. de acetona pura de 15 a 60C con vapor saturado de agua a 75 Psig. por nulo el primer da de funcionamiento Qu cantidad de calor se transfiere al cabo de un ao?.Semestre 2/2002(11/XI/2002)

80. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 4 horquilla y 2 m. de longitud de paso calienta 4000 Lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C por nulo en contracorriente. Si al cabo de 6 meses de funcionamiento la temperatura de salida de alcohol es 5C menos, Qu Rd al cabo de un ao tiene el intercambiador?.81. En una Tubera horizontal de 2 IPS Cat. 40 que conduce 6000 Lb/h. de agua a 40 C y rodeada al medio ambiente a 20C. Cul ser el coeficiente global Uo?.Semestre 1/200382. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquilla y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20C con 2000 lb/h de agua caliente a 90C. Si la temperatura de salida del alcohol despus de 1 ao de funcionamiento, es 10C menor a la misma temperatura el primer da de funcionamiento del intercambiador, Cul son estas temperaturas?.83. Una Tubera de 1 IPS Cat. 40 de acero, cruza en toda su longitud por un tanque 84. cilndrico horizontal de 6m. de longitud y 2 m. de dimetro lleno de vapor saturado a 5 atm. La tubera conduce 1000 Lb/h. de agua fra a 20 C. Qu temperatura de salida es de esperar tenga el agua en el otro extremo?.Semestre 2/200385. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 3 horquilla y 3 m. de longitud de paso, calienta acetona de 15 a 50C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente el primer da de funcionamiento y de 15 a 45C despus de 1 ao de funcionamiento, Cul es el Uoc y el UoD?.86. Un tanque cilndrico lleno de agua a 20 C hio=150 BTU/h ft2 F de 1 m. de dimetro y 2 m. de alto, encamisado con vapor saturado a 2 atm. en su cara lateral y con un serpentn de 2 IPS Cat. 40 de cobre y 3 m. de longitud con un flujo de 1000 Lb/h. de alcohol etlico comercial a una temperatura de entrada de 10 C y hi=100 BTU/h ft2 F. Despus de que tiempo la temperatura de salida del alcohol ser de 40C?. Considere la base y la tapa del tanque totalmente aisladas.Semestre 1/2004(27/V/2004)

87. Un intercambiador de calor de tubos concntricos 2x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquilla y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h. de acetona pura de 20 a 60C con 2000 lb/h de agua caliente por nulo desde 90C. Si se ampla el intercambiador en una horquilla ms, A qu temperatura se puede calentar la acetona?.88. Una Tubera de 4 IPS Cat. 40 de acero, aislada con 2 de lana de vidrio, conduce vapor de agua saturado a 2 atm. abs., Qu cantidad de calor se transfiere por metro de longitud, si Ta=15C?.Semestre 1/2004(15/11/2004)

89. Un intercambiador de calor de tubos concntricos 2x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquilla y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 20 a 65C con 2000 lb/h de agua caliente por nulo desde 90C. Se pretende utilizarlo para calentar acetona pura bajo las mismas condiciones, Hasta qu temperatura se podr calentar la acetona?.90. Una Tubera de 4 IPS Cat. 40 de acero de 10 m. de longitud, conduce vapor de agua saturado a 4 atm. abs., para calentar un secador de aire a 60C, ho=5 BTU/h ft2 F. Si la tubera tiene 6 aletas transversales por pulgada lineal tipo platillo de 2 de largo 0.2 mm de espesor de aluminio Qu cantidad total de calor podr transferir la tubera?.Semestre 2/2006(31/VI/2006)

91. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de longitud de paso y de 4 horquillas, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C con 2000 lb/h de agua caliente a 90C en flujo en paralelo, Qu cantidad adicional de alcohol se puede calentar, si el intercambiador se lo arregla en contracorriente, con la misma cantidad de agua caliente?.92. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de longitud de 4 horquillas, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial por interior de 20 a 60 C con 2000 lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente, a. Qu cantidad de alcohol se puede calentar si este va por nulo?.b. Hasta qu temperatura de salida se puede calentar el alcohol si este va por nulo?.93. Una Tubera de 2 IPS Cat. 40. que transporta vapor saturado a 5 atm., se la usar como calefaccin de un medio ambiente cerrado, para lo cual se instalarn aletas longitudinales de aluminio de 0.5 mm. de espesor. Si la eficiencia debe ser de 70% Qu longitud deben tener, si Ta=20C ho=5 BTU/h ft2 F?.Otros semestres:94. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 6 m. de longitud de 3 horquillas, sirve para calentar acetona de 20 a 70 C con vapor de agua saturado a 20 Psig. por nulo. Qu cantidad de acetona se podr calentar si el intercambiador lleva 6 meses de funcionamiento?.95. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero, debe calentar 6500 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 15 a 55C con vapor de agua saturado a 30 Psig. por nulo.

a. Qu longitud de intercambiador se requiere?.b. Si la longitud fuera de 10 m. qu temperatura de salida tendra el alcohol?.96. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 9 m. de longitud de paso y 2 horquillas, enfra 5000 Lb/h de agua desde 100C con 4000 lb/h de agua de ELAPAS a 20C por nulo Cul sern las temperaturas de salida, si se aumenta un flujo adicional de 1000 Lb/h. de agua caliente a 100 C entre las 2 horquillas, justo al centro del intercambiador, considere Uo constante = 200 BTU/h ft2 F?.97. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 3 IPS Cat. 40 de 8.25 m. de longitud de paso y 2 horquillas, calienta 6000 Lb/h de acetona pura desde 15C con 5000 lb/h de agua caliente de 90 a 50C por interior de tubos en contracorriente. a. Con qu Uo est trabajando el intercambiador?.98. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de longitud de paso y 2 horquillas, calienta 6000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20 C con 5000 lb/h de agua caliente a 80C. Se estima que Uo=160 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de calor se pierde al medio ambiente y qu temperatura de salida tendr el alcohol, si el intercambiador no est aislado? Asuma Ta=15C ho=5 BTU/h ft2 F?.99. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 3 m. de longitud de paso y de 4 horquillas, calienta 4100 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20 C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente. Si al mismo intercambiador se le aumenta tres pasos adicionales, el alcohol sale 5C ms caliente Cul es esta temperatura de salida?.100. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 4 m. de longitud de paso y de 2 horquillas, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 25 a 50C con 3500 lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente, Qu transferencia de calor se tendra si cada horquilla se la dispone en paralelo para lado alcohol y en serie para lado agua?.101. Una Tubera de BWG 12 de cobre, transporta vapor de agua saturado a 130 C. La tubera est instalada con 4 aletas longitudinales cortas de seccin transversal rectangular de 0.5 mm. de espesor y 85% de eficiencia del mismo materiala. Qu cantidad de calor se transfiere?.b. Qu longitud de tubera se requiere para calentar en 3 horas una cmara de secador de aire de 10 m3.?.102. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 calienta 3000 Lb/h. de acetona pura desde 20C con vapor saturado de agua a 2atm. El intercambiador tiene 1 horquilla de 2 m. de longitud de paso. El intercambiador calienta la acetona 10 C menos cuando est sucio despus de un ao de uso, Cules las temperaturas de salida?.103. Una aleta transversal de 1 de longitud y 0.2 mm. de espesor de aluminio (tipo platillo) se coloca en una tubera de 2 IPS Cat. 40 a 120 de temperatura de pared. Si ho=10 BTU/h ft2 F, Ta=25C. Cul es la eficiencia y cual la eficacia de la aleta?.104. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de longitud de 3 horquillas, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C con 2500 lb/h de agua caliente a 90C, Qu temperatura saldr el alcohol si se recirculan 500 Lb/h. del mismo?.105. Un oleoducto de 6IPS Cat. 40 que transporta hexano a 30 C a la salida de la estacin de bombeo. El gasoducto atraviesa el medio ambiente a 15 C con un viento promedio transversal de 20 Km./h. A qu distancia de la estacin de bombeo el hexano se encontrar a 20 C?.106. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de longitud de 2 horquillas, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C con 2000 lb/h de agua caliente a 90C, Cul ser la temperatura de salida si el fluido fuese acetona en reemplazo del alcohol?.107. Se instalan 4 aletas longitudinales de cobre de 0.2mm. de espesor en una tubera de 2 IPS Cat. 40 y 2 m. de longitud, que transporta vapor saturado de agua a 4 atm. Qu longitud deben tener las aletas para que su eficiencia sea del 75%?.108. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de longitud de 2 horquillas, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C con 2000 lb/h de agua a 90C, A qu temperatura saldr el alcohol si se utiliza vapor saturado de agua a 90C como medio calefactor?.109. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero con 5 horquillas de 3 m. de longitud de paso, calienta acetona pura de 20 a 60 C con benceno caliente a 90C. El primer da de funcionamiento se transfiere 11% ms calor que al cabo de un ao, Cul las temperaturas de salida si Uo=100 BTU/h ft2 F?.110. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 m. de 4 horquillas de longitud, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C con 2500 lb/h de agua a 90C, A qu temperatura se obtendr el alcohol si el tubo fuera de cobre?.111. Un tubo horizontal de cobre 2 BWG14 expuesto al ambiente 20 C conduce 4000 Lb/h de agua caliente a 60 C Qu cantidad de calor se transfiere por unidad de longitud?.112. A una Tubera de 2 IPS Cat. 40. De acero de 30 m. de longitud ingresa 5000 Lb/h de agua caliente a 90C por un extremo. Si la temperatura no debe enfriarse ms de 2 C Qu espesor de aislante de estuco se debe instalar?.113. Un cuarto de 2x2x2 m. de dimensiones exteriores de adobe de 20 cm. De espesor se va a usar de cmara frigorfica a 7 C ho=5 BTU/h ft2 F con tubos de IPS Cat. 40, que transporta amoniaco lquido en ebullicin a -10C hi=5 BTU/h ft2Qu longitud de tubera se debe instalar para mantener fras la mayor cantidad posible de latas de cerveza de 7 cm de dimetro y 12 cm. de alto y hi=50 BTU/h ft2 F? Asuma Ta= 20 C y ha=5 BTU/h ft2 F.114. Un intercambiador de coraza y tubos tiene las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12

L = 3 m.

Pt Triangular 1

Ds=12

B=4

Calienta 30000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 20000Lb/h. de agua caliente a 100C. por coraza Cuntos das de ensuciamiento ya tiene?.

EXAMEN FINAL115. Un intercambiador de coraza y tubos tiene las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12

L=3 m.

Nt=76

Se utiliza para calentar alcohol etlico comercial de 20 a 50C utilizando vapor saturado de agua a 50 Psig. Qu cantidad de alcohol se puede calentar el primer da de funcionamiento y despus de 1 ao?.

116. 115000 Lb/h de alcohol etlico absoluto se debe calentar bajo presin de 80 a 200 F usando vapor saturado de agua por lado tubos. Se dispone de un intercambiador de coraza y tubos siguiente: Tipo 1-2

F = 1 BWG14

Pt triangular de 1 L=12 ft.

Nt=334

Ds=27

A qu temperatura se diseo introducir el vapor saturado de agua?.

117. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 1 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 6000 Lb/h. de acetona desde 20 C con agua caliente a 90C por anulo. Si la temperatura de salida de acetona es de 50 C el primer da de funcionamiento Cul es el UD?.118. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 1 horquillas y 2 m. de longitud de paso, calienta 3500 Lb/h. de acetona pura desde 15 a 50 C con vapor saturado de agua a 3 atm. manomtricas por anulo. Qu cantidad de acetona se puede calentar si el intercambiador se ampla 1 horquilla?.

119. Se dispone de un intercambiador de coraza y tubos siguiente: Tipo 1-4

F = BWG12

Pt triangular de 1L=12 ft.

Nt=76

Ds=12

Calienta 30000 Lb/h de benceno de 10 a 60C con agua caliente a 90 C por lado tubos. Qu longitud de intercambiador comprara si UoD=120 BTU/h ft2 F?.

120. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas: Tipo 1-2

F = BWG12 Acero

Pt triangular de 1L=18 ft.

Nt=76

Ds=12

B = 6

Calienta 30000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 20000 Lb/h. de agua caliente a 100 C por coraza. Cuntos meses de ensuciamiento ya tiene el intercambiador?.

121. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquillas y 2 m. de longitud de paso, calienta 2740 Lb/h. de acetona pura de 15 a 70 C con vapor saturado de agua a 2 atm. absolutas. Durante su funcionamiento la temperatura de salida del fluido frio disminuye 3F por mes y su temperatura de entrada aumenta 1F/mes.

a. Para fines de control construya una tabla de su coeficiente de ensuciamiento para un lapso de tres meses

b. Qu coeficiente de ensuciamiento se tendr al cabo de 6 meses de funcionamiento?.

c. Con qu coeficiente global de transferencia de calor fue diseado el intercambiador?.

Semestre 1/1998122. Un intercambiador de calor de coraza y tubos tiene las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12

Nt=76

Se utiliza para calentar alcohol etlico comercial de 20 a 70C utilizando vapor saturado de agua 5 atm. por coraza. Qu cantidad de alcohol se puede calentar en condiciones limpias, si UD=185 BTU/h ft2 F?.

123. Un intercambiador de tubos concntricos 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 18 ft. de longitud de longitud de paso, sirve para enfriar agua destilada de 90 a 30 C usando agua de enfriamiento de 15 a 50C por anulo en contracorriente. Cunto valen las temperaturas en la unin de las dos horquillas, si Uo=100 BTU/h ft2 F?.124. Teora:a. Qu tipo de deflectores usara si por coraza tiene vapor condensante en un intercambiador de coraza y tubos?.b. Porque en la ebullicin y condensacin no se manda por interior de tubos?.c. Explique el significado de as.Semestre 2/1998 (Segunda instancia17/12/1998)125. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-4

F = BWG12

Ds=12

Pt cuadrado 1

Calienta 50000 lb/h. de acetona de 20 a 50C con 40000 Lb/h. de agua caliente a 90C por coraza el primer da de funcionamiento y hasta 45 C al cabo de un ao. Qu cantidad de tubos tiene?.

126. En qu tiempo se calentar el agua de un tanque cilndrico de 2 m. de dimetro y 3 m. de alto aislado desde 20 a 50 C con un intercambiador de tubos concntricos de 1 horquilla 2 x 1 IPS Cat.40 de 2 m. de longitud con vapor saturado de agua a 100C por nulo, si se bombean 5000 Lb/h. de agua del tanque a travs del intercambiador y se recirculan al tanque?. Asuma Uo=180 BTU/h ft2 F.

127. En qu tiempo se calentar el agua de un tanque cilndrico de 2 m. de dimetro y 3 m. de alto aislado desde 20 a 60 C encamisado con vapor saturado de agua a 100C si por nulo, si Ta=20C ho=7 BTU/h ft2 F, hi=250 BTU/h ft2 F.?.Curso de verano 1998Primer examen:

128. Una pared plana de grandes dimensiones y de 15 cm. de espesor hecha de ladrillo refractario e inicialmente a 220C, se la deja al medio ambiente a 15C a las 7:00 a.m. con un ho=5 BTU/h ft2 F Cul ser la temperatura en el centro de la pared al cabo de 6 horas y cuales las temperaturas en las caras exteriores?129. Un tanque cilndrico vertical lleno de agua caliente a 90C de 1 m. de dimetro y 1 m. de altura, agitado y con un hi=150 BTU/h ft2 F, est aislado con lana de vidrio 1 cm. de espesor. Interiormente se tiene un serpentn de cobre de 1 de dimetro y 1.5 m. de longitud, por cuyo interior se tiene vapor saturado de agua condensante a 100 C. con un hv=800 BTU/h ft2 F. si la Ta=25 C y ho=10 BTU/h ft2 F. Calcule la temperatura del agua cuando a alcanzado el estado estable?.

130. Una plancha plana cuadrada de acero de 1x1 m. de lado y 2 mm. de espesor, tiene sus 4 lados a 50C y ambas caras planas estn expuestas al medio ambiente a 15C y ho=5 BTU/h ft2 F Cul es la temperatura en el centro de la placa en el estado estable y en qu tiempo?

Segundo Examen:131. 700000 Lb/h. de alcohol etlico absoluto se calienta desde 15C en dos intercambiadores de coraza y tubos idnticos pasando en serie por lado coraza y por lado tubos se utiliza vapor saturado de agua a 10 Psig. Qu temperaturas de salida de cada intercambiador es de esperar despus de 6 meses de funcionamiento?. Si las caractersticas del intercambiador son:Tipo 1-2

F = 1 BWG10

Pt triangular 1

Ds=19

L=12 ft.

132. Un intercambiador de calor de coraza y tubos sirve para calentar 50000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 15 a 65C con vapor saturado de agua por coraza a 40 Psig. El intercambiador tiene 52 tubos de 1 BWG14 en 2 pasos Qu longitud debe tener el intercambiador para cumplir este propsito. Es satisfactorio el intercambiador?

133. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 2-4

Nt = 224 tubosF = BWG16

L = 8 m.Calienta 100000 Lb/h. de agua de 20 a 70 C con agua caliente de 120 a 40C por coraza. Cundo est limpio qu Ui se utiliz para el diseo?

Semestre 1/1999(23/VII/1999) Segunda Instancia


Tipo 1-2

F = BWG14 de cobre

Pt cuadrado 1

Ds=12

L=4 ft.Calienta 13200 lb/h. de acetona pura de 20 a 75C con vapor saturado de agua a 15 Psig. Qu tiempo de ensuciamiento tiene trabajando el intercambiador?


Tipo 1-2

F = 1 BWG14

Pt triangular 1

Ds=27

B=7

Calienta 115000 lb/h. de alcohol etlico absoluto de 80 a 200F por coraza usando vapor saturado de agua por tubos a 225F. Qu longitud de tubos se requiere?

Semestre 2/1999 (8/12/1999)136. Se desea calentar agua a 20 C contenida en un tanque cilndrico vertical de 1 m. de dimetro y 2 m. de alto, totalmente aislado, con vapor saturado de agua a 3 atm. por interior de un serpentn aletado de 2 IPS Cat. 40 con aletas de 1 de longitud transversales espaciadas 7 aletas/pulgada y de 0.04 de espesor de cobre. En qu tiempo se calentar el agua hasta 80C?. Asuma Uo=250 BTU/h ft2 F.

137. Se dispone de un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-4

F = 1 BWG12

Pt cuadrado 1

Ds=25

B=10

Se usa para calentar 62000 lb/h. de acetona pura de 20 a 60C por lado tubos, utilizando agua caliente de 90 a 70C. Qu tamao o longitud tiene el intercambiador?

Semestre 1/2000 (12/6/2000)138. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = Cu BWG12

Pt triangular 1

B = 4

Ds = 12

Sirve para enfriar 15000 lb/h. De alcohol etlico comercial de 60 a 20C con agua de 15 a 35 C por coraza. Qu longitud de intercambiador se requiere para este servicio?

139. Un intercambiador de tubos concntricos de 4 horquillas de 3 m. de longitud de paso 2 x 1 IPS Cat. 40, calienta 3000 Lb/h de acetona pura de 15 a 60 C con 2500 lb/h de agua caliente a 90C en contracorriente por nulo, al cabo de un ao de funcionamiento. Despus de la limpieza, Qu cantidad adicional de acetona se puede calentar?.

Semestre 1/2000 (29/6/2000) Segunda Instancia140. Un intercambiador de tubos concntricos de 2x1 IPS cat.40 de acero de 3 m. de longitud de paso y 4 horquillas, calienta en contracorriente 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial lado tubos de 20 a 60 C con 2500 lb/h de agua caliente a 90 C. Qu pasara si la entrada de agua caliente se instala en el centro del intercambiador?


F = Cu BWG12

Pt triangular 1

Ds=12Tipo 1-2

L = 6m.

B =8Calienta 20000 lb/h. de acetona pura desde 20 a 60C con 12000 Lb/h. de agua caliente a 90C Qu temperatura es de esperar salga la acetona al cabo de 6 meses de funcionamiento?

Semestre 2/2000 (24/XI/2000)142. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-4

F = BWG12

Pt cuadrado 1

L = 4 m.

B = 25

Ds = 25.

Qu cantidad de etilen glicol se puede calentar de 15 a 65C con 277411.4 Lb/h. de agua caliente a 90C por lado coraza, si Uo=120 BTU/h ft2 F?.143. En un intercambiador de tubos concntricos de 2x1 IPS cat.40 de 3 m. de longitud de paso y 2 horquillas, se utiliza agua calienta por nulo de 100 a 50C como medio calefactor. Cunto es el valor mximo que puede alcanzar ho?

Semestre 2/2000 (9/XII/2000) Segunda Instancia144. En un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-4

F = BWG12

Pt cuadrado 1

L = 4 m.

B = 25

Ds = 25.

Se calienta 140000 Lb/h. de etilen glicol desde 15 C con 277000 Lb/h. de agua caliente a 90C por coraza. Qu eficiencia es de esperar tenga el intercambiador al cabo de un ao de funcionamiento?. Asuma Uo=158 BTU/h ft2 F145. Un recipiente cilndrico enchaquetado con tubera de 14x12 IPS Cat. 30 con doble fondo plano, tiene un agitador tipo paleta de 7.2 de longitud de aspa y 1.2 de alto y gira a 125 rpm. El recipiente esta con agua a una altura de 10 y a 150C.

Se utiliza contenida vapor saturado por lado camisa a 220 C. como medio calefactor. Utilice la ecuacin de Chilton, Drew, Jebens.

a. En qu tiempo se calent el agua desde 20C?.b. Qu cantidad total de calor se transfiri?.

Semestre 1/2001146. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-4

F = 1 Cu BWG12

Pt cuadrado 1

L = 3 m.

B = 4

Ds = 1 ft.

Calienta 30000 lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20C con 40000 Lb/h. de agua caliente a 90C por coraza.

a. Hasta qu temperatura se calienta el alcohol despus de 1 ao de funcionamiento?

b. El intercambiador est trabajando en zona ptima?

147. Un tanque cilndrico de 2m. de dimetro y 3 m. de alto contiene agua a 30 C. El tanque tiene un serpentn de 2 IPS Cat. 40 de cobre de 2 m. de longitud con vapor de agua saturado a 120C., Cul ser la temperatura del agua al cabo de una hora?. Ta=15C ho=5 BTU/h ft2 F, hagua=100 BTU/h ft2 F, hvapor=1500 BTU/h ft2 F.Semestre 1/2001 Segunda Instancia148. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12

Pt triangular 1

L = 4 m.

B = 4

Ds = 1 ft.

Calienta 40000 lb/h. de alcohol etlico absoluto desde 20 a 55C con agua caliente a 100C por coraza.

Qu cantidad de agua caliente se requiere el primer da de funcionamiento?

149. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40, calienta 5000 Lb/h de acetona desde 25C con vapor saturado de agua a 5 Psig. por nulo. El intercambiador de 2 m. de longitud tiene 3 horquillas. Si Uoc=150 BTU/h ft2 F. Qu temperatura de salida tendr la acetona despus de 6 meses de funcionamiento?.Semestre 2/2001 (13/12/2001) Segunda Instancia150. Un intercambiador de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2F = BWG12

Pt triangular 1

Ds=12

L = 15 ft.

Calienta 50000 lb/h. de alcohol etlico comercial de 20 a 50C con 40000 Lb/h. de agua caliente a 90 C por coraza cuando est limpio Cunto alcohol se podr calentar cuando el intercambiador est con un ao de funcionamiento?

151. Qu longitud de intercambiador de tubos concntricos de 2x1 IPS cat.40 de acero, se requiere? para calentar 3000 Lb/h de acetona pura de 15 a 70 C con vapor de agua saturado a 73.5 Psia. Semestre 1/2002 Segunda instancia (7/II/2002)152. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-4F = BWG12

Pt triangular 1

L = 2 m.

Ds = 12

B=8Calienta 3000 Lb/h de benceno de 10 a 60C con agua caliente 20000Lb/h. a 90 C. Qu longitud de intercambiador comprara, si UD=120 BTU/h ft2 F y la eficiencia debe ser la mnima exigida?

153. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 4000 lb/h de aire caliente a 90C. Cul sera la temperatura de salida del alcohol si se recirculan 500 Lb/h. del mismo alcohol de salida hacia la entrada?.Semestre 2/2002 (25/XI/2002)


Tipo 1-2

F = BWG12 de acero

Pt triangular 1

L = 3 m.

Ds = 1 ft.

B=8

Calienta acetona pura de 20 a 60C con vapor saturado de agua a 2 atm. abs. El primer da de funcionamiento. Qu cantidad de acetona se est calentando. Al cabo de un ao?

155. Un tanque cilndrico lleno de agua a 20 C de 2 m. de dimetro y 3 m. de alto agitado tiene recirculacin de 10 Lt/min. a travs de un intercambiador de tubos concntricos externo de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 2 m. de longitud de paso, que utiliza como medio calefactor vapor saturado de agua a 120C. En qu tiempo el agua del tanque se calentar a 180 C , si Uo=100 BTU/h ft2 F?.Semestre 2/2002 (Segunda Instancia 9/XII/2002)


Tipo 1-2

F = BWG12 de acero

Pt cuadrado 1

Ds = 12.

Debe calentar 40000 Lb/h. de acetona pura por lado tubos de 20 a 60C con vapor saturado de agua a 2 atm. abs. como medio calefactor. Estar en zona ptima el diseo de este intercambiador por lado tubos?

157. Un intercambiador de tubos concntricos de 2x1 IPS Cat. 40 de 4 m. de longitud y 2 horquillas, calienta 5000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 25 a 50 C con 3500 Lb-h. de agua caliente a 90 C en contracorriente. Qu transferencia de calor se podra esperar si cada horquilla se divide paralelamente para el lado alcohol?.Curso de verano 2002-2003 (3/II/2003)

Primer Examen:

158. Un tanque cilndrico de 2 m. de dimetro y 3 m. de alto lleno de agua a 20 C y abierto a la atmsfera, tiene un serpentn 2 BWG12 de 6 m. de longitud, por cuyo interior fluye vapor saturado de agua a 3 atm. El tanque no esta aislado y esta rodeado al ambiente a 20C En qu tiempo llega a la mitad del tanque la altura de agua, si hv=1500 BTU/h ft2 F, heb=800 BTU/h ft2 F, ha=5 BTU/h ft2 F?.

159. Una tubera horizontal de acero de 2 IPS Cat. 40 y 10 m. de largo aislada con 1 de lana de vidrio, transfiere vapor saturado de agua a 150C. Si la Ta=25C qu cantidad de vapor condensado existir a la salida del tubo?

Segundo Examen:

160. Qu longitud debe tener un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG10

Pt cuadrado 1

L = 2 m.

Ds = 12

Para calentar 40000 Lb/h de agua potable desde 20 hasta 150C a 1 atm. de presin con vapor de agua saturado a 100 Psia. ?161. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 2 m. de longitud de paso, calienta 4000 Lb/h de acetona pura de 20 a 45C con 3000 lb/h de agua caliente en contracorriente a 80C. Hasta qu temperatura se calentar la acetona con una horquilla ms?.Semestre 1/2003162. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 4000 lb/h de agua caliente a 90C. Qu cantidad adicional de alcohol se puede calentar, si el intercambiador se ampla en una horquilla ms?.163. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = 1 BWG12 de cobre

Pt cuadrado 1

L = 2 m.

Ds = 12

Calienta 30000 Lb/h de acetona pura lado tubos bajo presin de 15C con vapor de agua saturado a 30 Psig. Cul la temperatura de salida de la acetona al cabo de un ao de funcionamiento?

Semestre 1/2003(Segunda Instancia 30/VI/2003)164. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial hasta 60C el primer da de funcionamiento con 4000 lb/h de aire caliente a 90C. Si al cabo de un ao el mismo intercambiador calienta el alcohol solo hasta 54.08 C Con que temperatura ingreso el alcohol al intercambiador?.

165. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60C Si se ampla 1 horquilla Qu cantidad adicional de alcohol se puede calentar (Corrija el Uo, las temperaturas de salida deben ser las mismas?.166. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = 1 BWG12

Pt Triangular 1

L = 2 m.

Ds = 12

Calienta 20000 Lb/h de acetona pura desde 15C con vapor de agua saturado a 30 Psig. por coraza. Cul el tipo de intercambiador que usted recomendara como el ms adecuado?.Semestre 2/2003167. Un intercambiador de tubos concntricos de 4 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 1 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 4000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20C por interior con 9000 lb/h de aire caliente a 120C por nulo. Si el lado nulo tiene 4 aletas longitudinales de 0.2 mm. de espesor y 1 de largo Qu cantidad de calor se transfiere?.168. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2


Pt cuadrado 1

L = 2 m.

Ds = 12

Debe calentar acetona pura de 20 a 60C con vapor de agua saturado a 2 Atm. lado coraza. Si Uo=150 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de acetona se podr calentar?

Semestre 2/2003 (Segunda instancia)169. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2


Pt Cuadrado 1

L = 2 m.

Ds = 12

Calienta 3000 Lb/h de acetona pura bajo presin de 15 a 75C con vapor de agua saturado a 30 Psig. Cmo sera su funcionamiento de este intercambiador, si la acetona se la sustituye por benceno?

170. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 4000 lb/h de aire caliente a 90C. Cul sera la temperatura de salida del alcohol si se recirculan 500 Lb/h. del mismo alcohol de salida hacia la entrada?.Curso de verano 2003-2004(20/1/04)Primer examen:171. Un tanque cilndrico vertical de 1 m. de dimetro y 2 m. de alto lleno de agua caliente a 90C hi=100 BTU/h ft2 F. est rodeado al medio ambiente a 20 C y ho=5 BTU/h ft2 F. Qu espesor de aislante de lana de vidrio se debe instalar, si el agua no debe enfriarse a menos de 50 C en el doble de tiempo que tarda el agua en enfriarse a la misma temperatura, sin aislante?

172. Una placa vertical de 30 cm. de ancho y 1.2 m. de alto se mantiene a 70 C. Una de sus caras se encuentra en contacto con vapor saturado de agua a 1 Atm. Calcule el calor transferido y la masa total de vapor condensado por hora.

Segundo examen:173. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de cobre

Pt triangular 1

L = 6 m.

Ds = 12

Debe calentar 100000 Lb/h. de acetona desde 20 a 65C con vapor saturado de agua a 2 atm. por coraza. Qu longitud se requiere, es adecuado el intercambiador?

174. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C. por nulo. Si en vez de alcohol fuera acetona pura, la temperatura de salida seria 6 C ms que la del alcohol. Cul esta temperatura de salida?. Asuma el mismo Uo para ambos casos.Semestre 1/2004175. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de acero inoxidable

Pt triangular 1

L = 6 m.

Ds = 12

Calienta 30000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 25000 Lb/h de aguas caliente a 90C. Si el fluido se cambia por acetona pura, qu temperatura de salida tendr?

176. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta en contracorriente 3000 Lb/h de benceno desde 20 a 60C con 2000 lb/h de agua caliente a 90C. Si el intercambiador se acomoda en paralelo, la temperatura de salida del benceno es 5C menor Cul son las temperaturas de salida?.

Semestre 1/2004(Segunda Instancia)177. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2


Pt triangular 1

L = 6 m.

Ds = 12

Calienta 30000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 20 a 60C con 25000 Lb/h de aguas caliente a 90C. Si el intercambiador se convierte en tipo 1-4, qu temperatura de salida tendr el alcohol?

178. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero inoxidable de 3 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta en contracorriente 3000 Lb/h de benceno desde 20C con 2000 lb/h de agua caliente por nulo a 90C. Si al intercambiador se adiciona 1 horquilla, la temperatura de salida del benceno es 10C mayor Cul el coeficiente global Uo?.

Semestre 2/2004(3/XII/2004)179. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 horquillas y 2 m. de longitud de paso, calienta con vapor saturado de agua a 3 atm. agua inicialmente a 20C contenida en un tanque cilndrico vertical de 2m. de dimetro y 3 m. de alto totalmente aislado y agitado. En qu tiempo el agua se calienta hasta 80C si se extrae un flujo de 3000 Lb/h. se lo introduce por lado tubos y luego se recircula en su totalidad al tanque?. Asuma Uo=150 BTU/h ft2 F para el intercambiador.180. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de acero

Pt triangular 1

L = 3 m.

Ds = 12

Calienta 30000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 15 a 60C con 30000 Lb/h. de agua caliente a 90C. Se piensa cambiar todos los tubos por unos nuevos de cobre. Qu % aumentar el flujo de calor?


Tipo 1-2

F = BWG12 de acero

Pt triangular 1

L = 3 m.

Ds = 12

Calienta 30000 Lb/h. de alcohol etlico comercial de 15 a 60C con 30000 Lb/h. de agua caliente a 90C. Se piensa duplicar la distancia entre deflectores. Qu % aumentar el flujo de calor?

Semestre 2/2004(Segunda Instancia)182. Para enfriar ms rpidamente 5000 Lb/h. de acetona desde 60C se usa un intercambiador de tres tubos concntricos de 3 x 2 x 1 IPS Cat. 40 de 4 horquillas y 3 m. de longitud de paso, con agua en contracorriente a 15C por el nulo ms externo 6000 Lb/h. hasta 40C y por el tubo interior 5000 lb/h. hasta 50C. Cul los valores de coeficiente global Uo con los que est trabajando el intercambiador, si el Uo interior es el doble que el exterior?.183. Se dispone de un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = 1 BWG12 de acero inoxidable

Pt cuadrado 1

L = 2 m.

Ds = 25

Y se usa para calentar 1000000 Lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20C con vapor saturado a 3 atm. por coraza. Hasta qu temperatura mxima se puede calentar el alcohol bajo presin?

Semestre 1/2005184. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 4 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 2850 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20 a 60C por interior de tubos con 2000 lb/h de agua caliente a 90 C en contracorriente. Si se intercambia el alcohol por nulo y agua por interior Qu cantidad de alcohol se puede calentar?.


Tipo 1-4


Pt triangular 1

L = 6 m.

Ds = 10

Calienta acetona de 15 a 50C con 20000 Lb/h de benceno de 70 a 40 C el primer da de funcionamiento. Cul el Uo despus de 1 ao de funcionamiento?

Semestre 1/2005 (Segunda Instancia)186. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquillas y 6 m. de longitud de paso, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20C con 3000 lb/h de agua caliente a 90 C. Si el intercambiador se arregla en paralelo Cules las temperaturas de salida?.

187. En una industria se dispone de varios intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG14

Pt triangular 1

L = 16 ft.

Ds = 21

Se desea enfriar 60000 Lb/h. de acetona pura de 121 a 35C por coraza con 185000 Lb/h de acido actico puro a 30 C. Si Uo=60 BTU/h ft2 F. Cuntos intercambiadores en serie se deben instalar?

188. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 horquillas y 6 m. de longitud de paso, calienta 10000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20C lado tubos, con 7000 lb/h de agua caliente a 90 C. Sbitamente la temperatura de salida del alcohol disminuye 5 debido a un aumento del flujo de alcohol Cunto fue este?.Semestre 2/2005189. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F =1 BWG14 de cobre

Pt Triangular 1

Ds = 25

B=10

Calienta 730230 Lb/h. de acetona pura de 20 a 60C con 146046 Lb/h de agua caliente a 90C. Asumiendo Uo=125 BTU/h ft2 F. Qu cantidad de tubos debe tener el intercambiador?

190. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 4 horquillas y 2 m. de longitud de paso, Qu cantidad mxima, en condiciones ptimas, de alcohol etlico comercial puede calentar con vapor saturado de agua a 140 C. ?.

Semestre 2/2005 (Segunda Instancia 15/12/2005)191. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F =1 BWG14 de cobre

Pt Triangular 1

Ds = 25

B=10

Calienta 135230 Lb/h. de acetona pura de 20 a 60C con 146046 Lb/h de agua caliente a 90C. Qu longitud de tubos se requiere?

192. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 4 horquillas y 2 m. de longitud de paso, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial desde 20C con vapor saturado de agua a 130 C. Qu ocurrira si 500 Lb/h. de alcohol caliente de salida se recirculan junto al de entrada?.

Semestre 1/2006 (22/VI/06)193. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

tipo 1-2


Pt triangular 1

L = 6 m.

B = 4

Ds = 12

Calienta alcohol etlico comercial 30000 lb/h. de 20 a 60C con 25000 Lb/h de agua a 90 C. Si el fluido se cambia por acetona, Qu temperatura de salida se tendra?

194. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 3 horquillas y 3 m. de longitud, calienta en contracorriente 3000 Lb/h de benceno desde 20C en contracorriente con 2000 lb/h de agua caliente por nulo a 90 C. Si el intercambiador se acumula en paralelo, la temperatura de salida del benceno es 5 C menor Cul el Uo asumiendo que es el mismo en ambos arreglos?.


Tipo 1-2

F = Aluminio BWG12

Pt triangular 1

C=0.25

L = 4 m.

B = 4

Ds = 12

Sirve para calentar 20927 lb/h. de acetona pura desde 20C con 12000 Lb/h de agua a 90 C. Qu temperatura de salida es de esperar al cabo de un ao de funcionamiento?

196. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 5 horquillas y 3 m. de longitud de paso, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C en contracorriente con 3000 lb/h de agua caliente a 90 C. Qu cantidad de calor se transfiere si el intercambiador estuviera en paralelo?.

Curso de verano 2006-2007.(29/1/2007)Primer examen:

197. Un cuarto de 4x4x2.7 m. est construido con paredes planas de 15 cm. de ladrillo y 2.5 cm. de yeso en cada cara. Debe mantenerse la temperatura interior en 20 C hi=5 BTU/h ft2 F y en el medio ambiente se tiene Ta=-10C ho = 5 BTU/h ft2 F. Para lo cual se dispone de un serpentn de cobre de 2 IPS Cat.40 con vapor saturado de agua a 120 C Qu longitud de este se requiere?.

198. Una viga de 20cm. de base por 40 cm. de alto de acero a 90 C se la expone a Ta=20C ho = 10 BTU/h ft2 F a. Qu cantidad de calor se transfiere por metro de longitud?.b. Qu cantidad de calor se transfiere al cabo de 1 h. 30 minutos?.

c. Qu temperatura se tiene en el centro?.Semestre 1/2007. Segunda Instancia199. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero y 3 m. de longitud de paso y 4 horquillas, calienta en contracorriente 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial lado tubos de 20 a 60 C con 2500 lb/h de agua caliente a 90 C. Qu pasara si la entrada de agua caliente se instala en el centro del intercambiador?.


tipo 1-2

F = Aluminio BWG12

Pt triangular 1

L = 6 m.

B = 8

Ds = 12

Calienta 20927 lb/h. de acetona pura desde 20C con 12000 Lb/h de agua a 90 C. Qu temperatura de salida es de esperar al cabo de un ao de funcionamiento?


tipo 1-2

F = Aluminio BWG12

Pt triangular 1

L = 4 m.

B = 4

Ds = 12

Calienta 20927 lb/h. de acetona pura desde 20C con 12000 Lb/h de agua a 90 C. Qu temperatura de salida es de esperar al cabo de un ao de funcionamiento?

202. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero 5 horquillas y 6 m. de longitud, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C en contracorriente con 3000 lb/h de agua caliente a 90 C. Qu cantidad de calor se transfiere si el intercambiador estuviera en paralelo?.

Semestre 2/2008.(18/12/2008)203. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 5 horquillas y 3 m. de longitud, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial lado tubos desde 20C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C. Si el intercambiador se instala en paralelo, la temperatura de salida de alcohol es 9C menor Cules estas temperaturas de salida?.


tipo 1-1F = Aluminio BWG12

Pt triangular 1

L = 4 m.

Ds =12Calienta 20925 lb/h. de acetona pura desde 20 hasta 63.15C con 12000 Lb/h de agua a 90 C. Hasta qu temperatura se calentara la acetona si el intercambiador fuera tipo 1-2?

Semestre 2/2008 Segunda Instancia.(22/1/2009)205. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de acero

Pt triangular 1

L = 4 m.

Ds = 12Calienta 15000 lb/h. de acetona pura desde 20 hasta 63.86C con 10000 Lb/h de agua caliente a 90 C. Si el flujo fuera de 20000 Lb/h. de acetona, Cul sera la temperatura de salida?

206. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 4 horquillas y 3 m. de longitud, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial lado tubos desde 20C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C. Si el intercambiador se instala con 5 horquillas, la temperatura de salida de alcohol fuera 3.26C mayor Cules estas temperaturas de salida?.

Curso de verano 2008-2009.(12/2/2009)Primer examen:207. Una tubera de 2 IPS Cat. 40 de 10 m. de longitud de acero rodeada de vapor de agua saturado a 140C, conduce 2500 Lb/h de alcohol etlico comercial que ingresa a 20 C Qu temperatura de salida tendr?.

208. Un tanque cilndrico horizontal de 2 m. de dimetro y 4 m. de longitud lleno hasta un 75% del dimetro de agua caliente a 80 C En qu tiempo se enfra hasta 50 C?. Asuma Uo = 65 BTU/h ft2 F.209. Una tubera de 2 IPS Cat. 40 de acero 20 m. de longitud rodeada al medio ambiente a 20 C ho = 5 BTU/h ft2 F, conduce vapor de agua saturado a 140 C. Si se instalan 7 aletas/pulgada transversales tipo platillo de rea constante, de cobre de 1 de alto 0.1 mm. de espesor Qu cantidad de vapor se condensar?.

Segundo examen:

210. Un intercambiador de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de cobre

Pt triangular 1

L = 4 m.Calienta 15000 lb/h. de acetona pura desde 20 hasta 65C con 10000 Lb/h de agua caliente a 90 C. Qu dimetro de coraza se debe adoptar o disear?

211. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 4 horquillas y 3 m. de longitud, calienta 5000 Lb/h de alcohol etlico comercial lado tubos desde 20 a 60C con 3000 lb/h de agua caliente a 90C. Qu temperatura de salida si se recirculan 1000 Lb/h. de alcohol justo al centro del intercambiador?.

Semestre 1/2009 Segunda Instancia (24/7/2009)212. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = Aluminio BWG12 de aluminio

Pt triangular 1

B = 6

Ds = 12

Debe calentar 15000 lb/h. de acetona pura desde 20 a 65C con 10000 Lb/h de agua caliente 90 C. Qu longitud se requiere?213. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquillas y 6 m. de longitud, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C 2500 lb/h de agua caliente a 90 C. cuando est limpio Cunta cantidad de agua caliente ms se debe usar al cabo de un ao de funcionamiento para el mismo objetivo?.

214. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquillas y 6 m. de longitud, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C 2500 lb/h de agua caliente a 90 C. cuando est limpio Cunto alcohol ms se puede calentar si se aumenta una horquilla mas al intercambiador?.

215. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero de 2 horquillas y 6 m. de longitud, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C 2500 lb/h de agua caliente a 90 C. cuando est limpio Qu longitud de intercambiador se requera si se utiliza vapor saturado de agua a 90 C?.

216. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de acero y 6 m. de longitud, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial de 20 a 60 C 2500 lb/h de agua caliente a 90 C. cuando est limpio Cuntas horquillas se requera si se utiliza vapor saturado de agua a 90 C?.Semestre 2/2009.(10/12/2009)217. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 6 m. de longitud, calienta 3000 Lb/h de alcohol etlico comercial lado tubos desde 20C con 2000 lb/h de agua caliente a 90C. Si se calienta acetona pura en las mismas condiciones la temperatura de salida es 11.3C mayor Cules estas temperaturas de salida?.


Tipo 1-2

F = BWG12

Pt triangular 1

L = 4 m.

Ds = 12Calienta 40000 lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20 hasta 55.24C con 30000 Lb/h de agua caliente a 90 C el primer da de funcionamiento. A qu temperatura saldr al cabo de un ao?

Semestre 2/2009. Segunda Instancia (17/12/2009)219. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de aluminio

Pt triangular 1

L = 4 m.

Ds = 12

B = 12Calienta 40000 lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20 hasta 52C con 30000 Lb/h de agua caliente a 90 C por coraza. Si la distancia entre deflectores B fuera de 3 la temperatura de salida del alcohol sera 2.13 C mayor Cules las temperaturas de salida?220. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 6 m. de longitud, calienta un lquido desde 20C con otro lquido a 90C. Si el intercambiador fuera de 3 horquillas, la transferencia de calor se incrementa en 14.46% Cules las temperaturas de salida?. Asuma Uo = Curso de verano 2010/2009. (17/12/2009)

Primer Examen:

221. El tanque esfrico de Kora Kora de 10 m. de dimetro exterior, 2 de espesor de acero y aislado con 2 de lana de vidrio, contiene hexano a 60C hasta del dimetro y est rodeado al medio ambiente a 25C, ho=10 BTU/h ft2 F. En qu tiempo se enfriar el hexano hasta 40C, si hi=120 BTU/h ft2 F?222. Se transporta vapor saturado de agua a 50 Psig. por una tubera de acero de 4IPS Cat.80, aislada con 2 de lana de vidrio. Se piensa cambiar el aislante con uno que tenga la mitad de la conductividad trmica. Qu porcentaje de ahorro de calor se tendr, si Ta= 20C, ho=5 BTU/h ft2 F?223. Se transporta vapor saturado de agua a 50 Psig. por una tubera de acero de 4IPS Cat.80, aislada con 2 de lana de vidrio. Se quiere aumentar el espesor del aislante al doble. Qu porcentaje de ahorro de calor se tendr, si Ta= 20C, ho=5 BTU/h ft2 F?224. Un tanque cilndrico vertical de acero de 2 m. de dimetro y 3 m. de alto hermtico, tiene una tubera de ingreso de vapor de agua saturado a 50 Psig.. Al cabo de 5 horas Qu cantidad de condensado se ha formado y a que temperatura se encuentra?. Ta= 25C, ho=10 BTU/h ft2 F, hi=120 BTU/h ft2 F, hv=1500 BTU/h ft2 FSegundo Examen: PENDIENTE225. Un intercambiador de calor de coraza y tubos de las siguientes caractersticas:

Tipo 1-2

F = BWG12 de aluminio

Pt triangular 1

L = 4 m.

Ds = 12

B = 12

Calienta 40000 lb/h. de alcohol etlico comercial desde 20 hasta 52C con 30000 Lb/h de agua caliente a 90 C por coraza. Si la distancia entre deflectores B fuera de 3 la temperatura de salida del alcohol sera 2.13 C mayor Cules las temperaturas de salida?

226. Un intercambiador de tubos concntricos de 2 x 1 IPS Cat. 40 de 2 horquillas y 6 m. de longitud, calienta un lquido desde 20C con otro lquido a 90C. Si el intercambiador fuera de 3 horquillas, la transferencia de calor se incrementa en 14.46% Cules las temperaturas de salida?. Asuma Uo =

EXAMEN DE AUXILIATURA

227. En una planta industrial un cambiador de calor del tipo coraza y tubo, est calentando agua sucia a razn de 30000 lb/h. desde 140 hasta 235F por medio de la condensacin de vapor de agua saturado a 240F en el exterior de los tubos. El cambiador tiene 500 tubos de acero (di=0.052ft., do=0.07 ft.) dispuestos en un as que tiene 30 pies de longitud. Se puede suponer que la resistencia trmica de las incrustaciones en la pared interior del tubo no se altera cuando la rapidez del flujo de masa se incrementa, y que la variacin de las propiedades del agua con la temperatura son despreciables. Calcular:

a. El coeficiente de transferencia de calor del lado agua

b. La temperatura del agua sucia a la salida, si se duplica la rapidez del flujo de masa.

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Solucionario de Examenes OP2