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.

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
longitudT135 °C40 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 135 a 40 °C mientras el frío se calienta de 10 a 35 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 40 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT100 °C60 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 60 °C mientras el frío se calienta de 20 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 60 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT180 °C140 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 320 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 140 °C y el frío se calienta de 20 a 80 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 320 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 140 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
4.Media
longitudT155 °C90 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 370 kW. Su área de intercambio es 2 m². El fluido caliente se enfría de 155 a 90 °C y el frío se calienta de 20 a 115 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 370 kWA = 2 m²Th: 155 → 90 °CTc: 20 → 115 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT95 °C65 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 95 a 65 °C. Agua (0,3 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 = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 15 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 37,28 K
  2. 2. ΔTlm = 34,76 K
  3. 3. A = 6,277 m²
  4. 4. U = 3451 W/(m²·K)
  5. 5. L = 6,954 m
  6. 6. Tc,out = 42,14 °C

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.