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 calientan 1,5 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 40 a 55 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 40 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT140 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 80 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,8 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 80 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT150 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 230 kW. Su área de intercambio es 25 m². El fluido caliente se enfría de 150 a 80 °C y el frío se calienta de 30 a 70 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 230 kWA = 25 m²Th: 150 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT140 °C40 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 120 kW. Su área de intercambio es 2,5 m². El fluido caliente se enfría de 140 a 40 °C y el frío se calienta de 10 a 70 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 120 kWA = 2,5 m²Th: 140 → 40 °CTc: 10 → 70 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 6 m² y U = 3000 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 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 = 140 °CA = 6 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT80 °C??30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 4 kW/K. La corriente caliente entra a 80 °C y la fría a 30 °C. El intercambiador tiene A = 6 m² y U = 200 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 47,25 kW
  2. 2. Tc,out = 82,28 °C
  3. 3. U = 144,1 W/(m²·K)
  4. 4. U = 1017 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 133,8 °C
  6. 6. Th,out = 68,46 °C

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