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

En un intercambiador de calor se enfrían 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 80 a 25 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 80 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT140 °C50 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 140 a 50 °C mientras el frío se calienta de 25 a 105 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 140 → 50 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT115 °C55 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 80 kW. Su área de intercambio es 25 m². El fluido caliente se enfría de 115 a 55 °C y el frío se calienta de 20 a 35 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 80 kWA = 25 m²Th: 115 → 55 °CTc: 20 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT150 °C70 °C140 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 230 kW. El fluido caliente se enfría de 150 a 70 °C y el frío se calienta de 15 a 140 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 230 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 70 °CTc: 15 → 140 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT110 °C55 °C19,21 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 110 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT130 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 2 kW/K. La corriente caliente entra a 130 °C y la fría a 15 °C. El intercambiador tiene A = 4 m² y U = 800 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 15 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 344,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 29,72 K
  3. 3. U = 66,48 W/(m²·K)
  4. 4. A = 43,57 m²
  5. 5. A = 5,901 m²
  6. 6. Th,out = 59,23 °C

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