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

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Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
longitudT180 °C130 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 130 °C mientras el frío se calienta de 15 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 130 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT90 °C50 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 90 a 50 °C mientras el frío se calienta de 20 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 90 → 50 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT105 °C75 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 320 kW. Su área de intercambio es 2 m². El fluido caliente se enfría de 105 a 75 °C y el frío se calienta de 10 a 80 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 320 kWA = 2 m²Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT130 °C115 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 330 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 115 °C y el frío se calienta de 25 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 330 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C45 °C29,17 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 45 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT130 °C30 °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 130 °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 30 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 124,7 K
  2. 2. ΔTlm = 36,99 K
  3. 3. U = 3822 W/(m²·K)
  4. 4. A = 20,06 m²
  5. 5. A = 3,883 m²
  6. 6. Tc,out = 106,2 °C

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