>	restart:#"m12_pp1"

En un cierto cambiador de calor de placas, se utiliza un caudal de 0,1 L/s de agua de desecho, a 40 ºC, para calentar agua limpia desde 15 ºC hasta 30 ºC. Suponiendo un rendimiento de 0,8 para el cambiador, se pide:
a) Calor intercambiado.
b) Caudal de agua limpia calentada.
c) Área total de intercambio necesaria, considerando un valor típico del coeficiente global de transferencia.
d) Número de unidades de transferencia.
Datos:

>	read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc):

>	su:="H2O":dat:=[m1=0.1*kg_/s_,T1in=(40+273.15)*K_,T2in=(15+273.15)*K_,T2out=(30+273.15)*K_,eta=0.8];

Eqs. const.:

>	dat:=op(dat),get_liq_data(su),Const,SI2,SI1:eq12_91;eq12_93;eq12_94;eq12_95;eq12_96;eq12_97;

a) Calor intercambiado.

Con el modelo de líquido perfecto:

>	eqQ1:=Q=m1*c*(T1in-T1out);eqQ2:=Q=m2*c*(T2out-T2in);eqeta:=eta=(T1in-T1out)/(T1in-T2in);sol:=solve({eqQ1,eqQ2,eqeta},{T1out,Q,m2});sol_:=subs(dat,sol);T1out_:=TKC(subs(sol_,T1out));

i.e. se transfieren 8,4 kW, saliendo el agua de desecho a 20 ºC.

b) Caudal de agua limpia calentada.

m2=0,13 L/s.

c) Área total de intercambio necesaria, considerando un valor típico del coeficiente global de transferencia.

Tomamos un valor típico para cambiadores de placas K=2500 W/(m2·K).

Aproximamos la diferencia efectiva de temperatura entre flujos por la LMTD.

>	eqQ12:=K*A*DT12;eqK:=K=2500*W_/(m_^2*K_);eq12:=DT12=((T1in-T2out)-(T1out-T2in))/ln((T1in-T2out)/(T1out-T2in));eq12_:=evalf(subs(sol_,dat,%));A12:=Q/(K*DT12);A12_:=subs(sol_,eq12_,eqK,%);

i.e. hacen falta unos 0,46 m2 de placas.

d) Número de unidades de transferencia.

>	eq12_97;N_:=subs(eqK,dat,K*A12_/(m1*c));

i.e. el N.U.T. es 2,8.

>