Question

Un intercambiador de calor de tubos concéntricos con pared delgada, de
contraflujo, se usa para enfriar aceite (cp = 2.20 kJ/kg · °C) de 177.2 a
24.1 °C, a una razón de 1.4 kg/s, usando agua (cp = 4.18 kJ/kg · °C), que
entra a 18 °C, a una razón de 2.2 kg/s. Determine en grados celsius la
temperatura de salida del agua

Answer 1

La temperatura de salida del agua es 69,27°C

Explicación:

Si consideramos despreciables los cambios de energía potencial y cinética, se llega a la ecuación que relaciona el calor trasferido entre ambos fluidos en un intercambiador de calor de tubos concentricos:

Q = (mCp)c (Tec - Tsc) = (mCp)f (Tsf - Tef)

Donde:

Subindice c denota fluido caliente y f fluido frió

m: fluido másico

Te = Temperatura de entrada

Ts = Temperatura de salida

sustituimos valores en la ecuación y despejamos Tfs

Tsf = (mCp)c (Tec - Tsc) / (mCp)f   + Tef

Tsf = (1.4 kg/s * 2.20 kJ/kg · °C)( 177,2°C - 24,1°C) / (2.2 kg/s * 4.18 kJ/kg · °C)  + 18°C

Tsf = 69,27 °C