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
longitudT125 °C45 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 125 a 45 °C mientras el frío se calienta de 10 a 105 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 45 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT105 °C30 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 30 °C mientras el frío se calienta de 10 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 30 °CTc: 10 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT145 °C80 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 50 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 80 °C y el frío se calienta de 15 a 60 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 80 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C30 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 580 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 30 °C y el frío se calienta de 15 a 45 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,8, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 580 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 30 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT155 °C110 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 155 a 110 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 40 mm, y U = 400 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT90 °C55 °C15 °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 90 a 55 °C. Agua (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 400 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: 90 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 26,8 K
  2. 2. ΔTlm = 38,18 K
  3. 3. A = 2,236 m²
  4. 4. A = 42,52 m²
  5. 5. L = 8,482 m
  6. 6. L = 29,68 m

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