Aplicaciones de la Transferencia de Calor en Ingeniería Química: Cuestionarios y Ejercicios

Question 1

¿Qué tipo de intercambiador de calor consiste en un conjunto de tubos encerrados dentro de una carcasa cilíndrica y el fluido caliente fluye a través de los tubos?

Accepted Answer

Intercambiador de calor de tipo tubo y carcasa

Answer

Intercambiador de calor de aletas

Answer

Intercambiador de calor de placas

Answer

Intercambiador de calor de doble tubo

Question 2

Un dispositivo que convierte un líquido en vapor mediante la adición de calor se denomina:

Accepted Answer

Evaporador

Answer

Intercambiador de calor

Answer

Condensador

Answer

Calentador

Question 3

¿Qué tipo de condensador utiliza agua como medio de enfriamiento para condensar un vapor?

Accepted Answer

Condensador enfriado por agua

Answer

Condensador de superficie

Answer

Condensador enfriado por aire

Answer

Condensador de contacto

Question 4

El número de Nusselt representa:

Accepted Answer

La relación entre la transferencia de calor por convección y la conducción

Answer

La relación entre la transferencia de calor por evaporación y la conducción

Answer

La relación entre la transferencia de calor por radiación y la conducción

Question 5

La eficiencia de un intercambiador de calor se define como:

Accepted Answer

La relación entre la tasa de transferencia de calor real y la tasa de transferencia de calor máxima posible

Answer

La diferencia de temperatura entre las corrientes de entrada y salida

Question 6

En un proceso de evaporación, la temperatura de ebullición del líquido disminuye cuando:

Accepted Answer

La presión del sistema disminuye

Answer

La presión del sistema aumenta

Answer

La superficie del líquido es mayor

Answer

La concentración del soluto aumenta

Question 7

El coeficiente de transferencia de calor por convección depende de:

Accepted Answer

Las propiedades del fluido, la geometría del sistema y las condiciones de flujo

Answer

Solo la geometría del sistema

Answer

Solo las propiedades del fluido

Question 8

El uso de aletas en un intercambiador de calor tiene como objetivo principal:

Accepted Answer

Aumentar el área de superficie de transferencia de calor

Answer

Aumentar la diferencia de temperatura entre las corrientes

Answer

Aumentar la capacidad calorífica de las corrientes

Answer

Mejorar la conductividad térmica del material

Question 9

En un proceso de transferencia de calor por radiación, la tasa de transferencia de calor es proporcional a:

Accepted Answer

La cuarta potencia de la temperatura absoluta

Answer

El área de la superficie de transferencia

Answer

La distancia entre las superficies

Answer

El gradiente de temperatura

Question 10

La transferencia de calor por evaporación se caracteriza por ser un proceso:

Accepted Answer

Endotérmico

Answer

Adiabático

Answer

Isotérmico

Answer

Exotérmico

Question 11

El criterio de Nusselt se utiliza principalmente para caracterizar:

Accepted Answer

La transferencia de calor por convección forzada

Answer

La transferencia de calor por evaporación

Answer

La transferencia de calor por conducción

Answer

La transferencia de calor por radiación

Question 12

Identifica una aplicación de la transferencia de calor por conducción:

Accepted Answer

Calentar alimentos en un horno convencional

Answer

Enfriar una habitación con un aire acondicionado

Answer

Evaporar agua en un calentador

Answer

Ninguna de las anteriores

Question 13

En un proceso de evaporación, ¿para qué se utiliza el calor absorbido por el líquido?

Accepted Answer

Superar las fuerzas de cohesión molecular

Answer

Elevar la temperatura del líquido

Answer

Ninguna de las anteriores

Answer

Reducir la presión del líquido

Question 14

¿Qué tipo de condensador es más adecuado para condensar grandes cantidades de vapor?

Accepted Answer

Condensador de superficie

Answer

Condensador de inyección

Answer

Condensador de contacto

Answer

Condensador de mezcla

Question 15

¿Cuál de los siguientes factores no influye en el coeficiente global de transferencia de calor?

Accepted Answer

Velocidad del viento

Answer

Espesor de la pared

Answer

Coeficientes de transferencia de calor individuales de los fluidos

Answer

Área de transferencia de calor

Question 16

En un proceso de calentamiento, ¿qué propiedad representa la cantidad de calor transferido?

Accepted Answer

Capacidad calorífica

Answer

Temperatura

Answer

Flujo de calor

Answer

Conductividad térmica

Question 17

¿Cuál de las siguientes ecuaciones corresponde a la ley de enfriamiento de Newton?

Accepted Answer

q = hA(T - T)

Answer

q = mcp(T - T)

Answer

q = kA(T - T) / L

Answer

q = UA(T - T)

Question 18

En un proceso de enfriamiento industrial, un reactor químico opera a 100 °C y debe enfriarse a 50 °C. ¿Qué método de transferencia de calor sería el más eficaz para este proceso?

Accepted Answer

Intercambio de calor con un fluido refrigerante

Answer

Convección natural únicamente

Answer

Radiación solar únicamente

Answer

Conducción a través de las paredes del reactor únicamente

Question 19

¿En un intercambiador de calor, cuándo la ecuación F (NTU, C*) = 0 se cumple?

Accepted Answer

Cuando ambos fluidos tienen la misma capacidad calorífica.

Answer

Cuando el fluido caliente tiene mayor capacidad calorífica que el frío.

Answer

Cuando el fluido frío tiene mayor capacidad calorífica que el caliente.

Question 20

En un proceso de evaporación, ¿qué cantidad de calor se necesita para evaporar 1 kg de un líquido a su temperatura de ebullición?

Accepted Answer

El calor latente de vaporización del líquido.

Answer

La capacidad calorífica del líquido.

Answer

La temperatura del líquido.

Answer

El calor específico del líquido.

Question 21

En un proceso de condensación, ¿qué ecuación describe la transferencia de calor en función del área del condensador?

Accepted Answer

Q = h * A * (Tsat - Tsuperficie)

Answer

Q = U * A * LMTD

Answer

Q = Cp * m * (Tentrada - Tsalida)

Answer

Q = m * hfg

Question 22

En un flujo laminar dentro de una tubería circular, ¿cuál es el valor típico del número de Nusselt?

Accepted Answer

4,36

Answer

2,4

Answer

10,25

Question 23

Para un intercambiador de calor de placas, ¿cómo se calcula el coeficiente global de transferencia de calor?

Accepted Answer

1 / (1 / hi + 1 / h0 + Rpared)

Answer

1 / (1 / hi - 1 / h0 - Rpared)

Answer

hi * h0 + Rpared

Answer

hi + h0 - Rpared

Question 24

En un intercambiador de calor, el fluido caliente circula por el interior de un tubo y el frío por el exterior. Si el coeficiente de transferencia del fluido caliente es mayor que el del frío, ¿cómo se ve afectado el intercambio de calor?

Accepted Answer

Será más eficiente.

Answer

Será menos eficiente.

Answer

No se verá afectado.

Answer

Se invertirá el sentido del flujo de calor.

Question 25

En un proceso de enfriamiento, el número de Reynolds crítico marca la transición entre un flujo:

Accepted Answer

Laminar a turbulento.

Answer

Natural a forzado.

Answer

Turbulento a laminar.

Answer

Forzado a natural.

Question 26

¿Es correcto afirmar que la ecuación de Dittus-Boelter se utiliza para determinar el número de Nusselt en flujos turbulentos dentro de tuberías circulares?

Accepted Answer

Verdadero.

Answer

Solo para fluidos líquidos.

Answer

Solo para fluidos gaseosos.

Answer

Falso.

Question 27

En un intercambiador de calor de carcasa y tubos, ¿cómo influye la velocidad del fluido en los tubos?

Accepted Answer

Modifica el coeficiente de transferencia de calor por convección.

Answer

No tiene efecto sobre el coeficiente de transferencia de calor.

Answer

Solo afecta al coeficiente de transferencia de calor por conducción.

Question 28

La radiación térmica, a diferencia de otros mecanismos de transferencia de calor, se caracteriza por:

Accepted Answer

No requiere un medio material para la transferencia de calor.

Answer

Necesita un medio líquido para la transferencia de calor.

Answer

Necesita un medio sólido para la transferencia de calor.

Answer

Necesita un medio gaseoso para la transferencia de calor.