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
longitudT160 °C100 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 100 °C mientras el frío se calienta de 20 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 100 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT130 °C90 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 130 a 90 °C mientras el frío se calienta de 10 a 90 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 130 → 90 °CTc: 10 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT105 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 10 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 105 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 35 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT115 °C95 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 470 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 95 °C y el frío se calienta de 20 a 100 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 95 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT85 °C60 °C57,51 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 85 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT150 °C85 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 150 a 85 °C. Agua (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 87,29 K
  2. 2. ΔTlm = 57,71 K
  3. 3. A = 0,7659 m²
  4. 4. A = 8,405 m²
  5. 5. A = 2,502 m²
  6. 6. L = 43,2 m

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