Question

Para un intercambiador de calor encargado de precalentar pulpa de fruta, se utiliza agua caliente que entra a 180°C y sale a 78°C, mientras que la pulpa de fruta entra a 3°C y sube su temperatura hasta 55°C. Realizar los esquemas de perfil de temperaturas para un intercambiador de calor que funcione en paralelo y en contracorriente. Además, calcular LMTD.

Answer 1

La diferencia media logarítimica de temperatura del intercambiador en paralelo es aproximadamente 75.466 ºC.

La diferencia media logarítmica de temperatura del intercambiador en contracorriente es aproximadamente 97.881 ºC.

Step-by-step explanation:

De la teoría de Transferencia de Calor tenemos que un intercambiador de calor en paralelo presenta las siguientes dos características:

1) Tanto el fluido caliente como el fluido frío entran por el mismo lado.

2) Tanto el fluido caliente como el fluido frío salen por el mismo lado.

Mientras que el intercambiador de calor en contracorriente tiene que:

1) El fluido caliente y el fluido frío entran por lados opuestos.

2) El fluido caliente y el fluido frío salen por lados opuestos.

A continuación, anexamos los esquemas de perfil de cada intercambiador.

Ahora, la Diferencia Media Logarítimica de Temperatura (
`\Delta T_(lm)`), medida en grados Celsius, queda definida como sigue:

`\Delta T_(lm) = (\Delta T_(1)-\Delta T_(2))/(\ln (\Delta T_(1))/(\Delta T_(2)) )` (Eq. 1)

Donde
`\Delta T_(1)` y
`\Delta T_(2)` son las diferencias de temperatura de los fluidos en cada extremo del intercambiador, medido en grados Celsius.

Procedemos a determinar esas diferencias y la Diferencia Media Logarítimica de Temperatura para cada configuración:

Intercambiador en paralelo

`\Delta T_(1) = 180\,^(\circ)C-3\,^(\circ)C`

`\Delta T_(1) = 177\,^(\circ)C`

`\Delta T_(2) = 78\,^(\circ)C - 55\,^(\circ)C`

`\Delta T_(2) = 23\,^(\circ)C`

`\Delta T_(lm) = (177\,^(\circ)C-23\,^(\circ)C)/(\ln (177\,^(\circ)C)/(23\,^(\circ)C) )`

`\Delta T_(lm) \approx 75.466\,^(\circ)C`

La diferencia media logarítimica de temperatura del intercambiador en paralelo es aproximadamente 75.466 ºC.

Intercambiador en contracorriente

`\Delta T_(1) = 180\,^(\circ)C-55\,^(\circ)C`

`\Delta T_(1) = 125\,^(\circ)C`

`\Delta T_(2) = 78\,^(\circ)C-3\,^(\circ)C`

`\Delta T_(2) = 75\,^(\circ)C`

`\Delta T_(lm) = (125\,^(\circ)C-75\,^(\circ)C)/(\ln (125\,^(\circ)C)/(75\,^(\circ)C) )`

`\Delta T_(lm) \approx 97.881\,^(\circ)C`

La diferencia media logarítmica de temperatura del intercambiador en contracorriente es aproximadamente 97.881 ºC.