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
longitudT85 °C65 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 85 a 65 °C mientras el frío se calienta de 30 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 85 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT175 °C115 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 175 a 115 °C mientras el frío se calienta de 20 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 175 → 115 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT125 °C90 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 270 kW. El fluido caliente se enfría de 125 a 90 °C y el frío se calienta de 10 a 65 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 270 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 90 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 25 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 3000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 90 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C50 °C108,4 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 50 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT180 °C110 °C26,42 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 180 a 110 °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: 180 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 23,6 K
  2. 2. ΔTlm = 118,2 K
  3. 3. A = 8,827 m²
  4. 4. A = 10,08 m²
  5. 5. A = 14,92 m²
  6. 6. A = 1,353 m²

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