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 0,3 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 120 a 90 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 120 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT135 °C25 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 10 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 800 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 135 a 25 °C y el frío se calienta de 10 a 70 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 10 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 25 °CTc: 10 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT155 °C75 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 100 kW. Su área de intercambio es 25 m². El fluido caliente se enfría de 155 a 75 °C y el frío se calienta de 20 a 105 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 100 kWA = 25 m²Th: 155 → 75 °CTc: 20 → 105 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT125 °C105 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 430 kW. Su área de intercambio es 8 m². El fluido caliente se enfría de 125 a 105 °C y el frío se calienta de 25 a 40 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 430 kWA = 8 m²Th: 125 → 105 °CTc: 25 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT110 °C75 °C45,93 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 110 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT90 °C65 °C75,02 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 90 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 18,9 kW
  2. 2. Q̇ = 272,8 kW
  3. 3. U = 76,25 W/(m²·K)
  4. 4. U = 661,6 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,626 m²
  6. 6. A = 14,05 m²

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