Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) con soluciones

Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Nueva hoja de ejerciciosPractica en línea con pistas

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
longitudT155 °C65 °C?30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 2 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 30 a 55 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 30 → 55 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT155 °C75 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 340 kW. Su área de intercambio es 2 m². El fluido caliente se enfría de 155 a 75 °C y el frío se calienta de 25 a 45 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 340 kWA = 2 m²Th: 155 → 75 °CTc: 25 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT105 °C90 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 350 kW. El fluido caliente se enfría de 105 a 90 °C y el frío se calienta de 10 a 45 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 350 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 6 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 120 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 25 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 120 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT100 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 100 °C y la fría a 20 °C. El intercambiador tiene A = 5 m² y U = 500 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Tc,out = 37,54 °C
  2. 2. Q̇ = 105 kW
  3. 3. U = 2493 W/(m²·K)
  4. 4. A = 10,07 m²
  5. 5. Tc,out = 97,39 °C
  6. 6. Th,out = 50 °C

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