Cuestionario sobre Intercambiadores de Calor

¿En el enfoque termodinámico de un intercambiador de calor, el equipo se considera principalmente como?. Un sistema abierto analizado como caja negra. Un sistema aislado sin intercambio energético. Un sistema con conducción axial dominante. Un sistema cerrado con trabajo mecánico.

¿Cuál de las siguientes aplicaciones NO es típica de los intercambiadores de contacto directo?. Torres de enfriamiento. Condensadores evaporativos. Recuperadores de placas. Lechos fluidizados.

En un intercambiador de contacto directo, el intercambio de calor se produce porque: Los fluidos circulan en contracorriente. Existe una superficie sólida intermedia. Se produce mezcla física de los fluidos. Se maximiza el coeficiente global U.

Los intercambiadores recuperativos se caracterizan porque: Mezclan los fluidos caliente y frío. Utilizan un sólido intermedio alternativo. Separan físicamente los fluidos mediante una pared. Solo funcionan con cambio de fase.

El intercambiador más sencillo utilizado como referencia teórica es: De flujo cruzado. Multitubular de carcasa y tubos. De placas planas. De doble tubo concéntrico.

Los intercambiadores de flujo cruzado se emplean preferentemente cuando: Se requiere cambio de fase. Ambos fluidos son líquidos. Se intercambia calor gas-gas o gas-líquido. Se desea F = 1 siempre.

El uso de aletas en un intercambiador tiene como objetivo principal: Reducir la resistencia por conducción. Eliminar el ensuciamiento. Aumentar la superficie del lado con menor coeficiente convectivo. Reducir la caída de presión.

El coeficiente global de transmisión de calor U: Es independiente del área de referencia. Se define siempre respecto a una superficie concreta. Solo depende de la conductividad del material. No tiene en cuenta resistencias en serie.

Si las resistencias por conducción son despreciables, U queda limitado por: La diferencia de temperaturas. El tipo de flujo. Las resistencias convectivas. La longitud del intercambiador.

El ensuciamiento en un intercambiador provoca: Aumento de U. Reducción del área necesaria. Aumento de la resistencia térmica total. Independencia del coeficiente global.

Al considerar el ensuciamiento, el intercambiador se diseña: Con menor superficie. Para que cuando esté limpio intercambie más calor. Sin modificar U. Para intercambiar menos calor al inicio.

La diferencia de temperatura media logarítmica (LMTD): Depende solo de las temperaturas de entrada. Tiene en cuenta la variación espacial de temperaturas. Solo se aplica a flujo cruzado. Es constante a lo largo del intercambiador.

Para iguales temperaturas de entrada y salida, la LMTD es mayor en: Flujo equicorriente. Contacto directo. Flujo contracorriente. Flujo cruzado.

Un intercambiador en equicorriente se caracteriza porque: Los fluidos entran por extremos opuestos. Ambos fluidos entran por el mismo extremo. Siempre requiere factor F. La LMTD es máxima.

En intercambiadores con cambio de fase, la temperatura del fluido que cambia de fase: Varía linealmente. Depende del caudal. Permanece constante. Disminuye exponencialmente.

El factor de corrección F se utiliza porque: Las temperaturas de entrada son desconocidas. El flujo es siempre cruzado. El coeficiente U no es constante. El intercambiador real no es contracorriente puro.

El valor del factor de corrección F depende principalmente de: Uy A. Ry P. Caudal másico. Longitud y diámetro.

Cuando se produce cambio de fase en uno de los fluidos: No puede aplicarse LMTD. F depende solo de R. Aparece una indeterminación matemática. F tiende a cero.

El método NTU-ɛ es especialmente útil cuando: Existe cambio de fase en ambos fluidos. Se desean calcular solo áreas. Se conocen todas las temperaturas de salida. No se conocen las temperaturas de salida.

El NTU se define como: U/A. UA / (m-Cp)mayor. UA / (m-Cp)menor. A/U.

En un intercambiador real, aun cuando U sea constante, el calor intercambiado puede disminuir si: Aumenta el área. Se incrementa el caudal másico. Disminuye la LMTD. Se mejora el aislamiento.

Dos intercambiadores con el mismo UA pueden intercambiar distinta potencia térmica porque: U depende solo del material. El área no influye en Q. La LMTD depende de la disposición de flujos. El ensuciamiento nunca es igual.

En un intercambiador contracorriente ideal, es posible que: La LMTD sea mínima. Ambos fluidos salgan a la misma temperatura. La temperatura del frío supere la salida del caliente. La salida del frío no supere nunca la entrada del caliente.

Un valor bajo del parámetro R (≈0) indica: Flujo cruzado. Igualdad de capacidades térmicas. Cambio de fase en uno de los fluidos. Caudales muy diferentes.

Cuando R→ 0, el factor de corrección F: Tiende a cero. Se vuelve indeterminado. Depende de P. Tiende a 1.

Un intercambiador con F < 0,75: Puede usarse sin limitaciones. Tiene mayor U. Es siempre inservible. Requiere rediseño o cambio de configuración.

En el método NTU-ɛ, el parámetro que limita la efectividad máxima es: NTU. El área. U. La razón de capacidades térmicas C*.

Para C* → 0, la efectividad ε: Tiende a 0. No puede definirse. Es independiente de NTU. Tiende a 1 cuando NTU es grande.

En un condensador ideal: El coeficiente U es nulo. La capacidad térmica del fluido en cambio de fase es infinita. La LMTD no puede calcularse. El método NTU no es aplicable.

Un error habitual en el método LMTD es: Suponer U constante. Considerar ensuciamiento. Olvidar el factor de corrección F. Usar contracorriente.

Si se duplica el caudal másico de ambos fluidos manteniendo U y A: Q se duplica. Q disminuye. Q se mantiene constante. Q aumenta pero menos del doble.

En intercambiadores con aletas, el rendimiento es bajo cuando: La conductividad es alta. El coeficiente convectivo es pequeño. La aleta es muy larga. El área base es grande.

Un intercambiador puede tener U alto y aun así: Alta efectividad. Bajo ensuciamiento. Alta LMTD. Bajo calor transferido.

En intercambiadores de flujo cruzado, el método NTU-ɛ es preferible porque: U no puede calcularse. F es siempre desconocido. La LMTD no existe. Las temperaturas de salida no se conocen fácilmente.

El límite físico de un intercambiador ideal es: Transferencia infinita de calor. Igualación completa de temperaturas. NTU infinito. ɛ = 1 para cualquier C*.