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
longitudT90 °C50 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 90 a 50 °C mientras el frío se calienta de 15 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 90 → 50 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT140 °C65 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 15 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 300 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 140 a 65 °C y el frío se calienta de 10 a 20 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 15 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 65 °CTc: 10 → 20 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT115 °C25 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 500 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 25 °C y el frío se calienta de 10 a 55 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 500 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 25 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
4.Media
longitudT125 °C110 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 240 kW. El fluido caliente se enfría de 125 a 110 °C y el frío se calienta de 25 a 60 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 240 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 110 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT80 °C35 °C41,91 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 80 a 35 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °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: 80 → 35 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT130 °C105 °C69,86 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 130 a 105 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 105 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 25,85 K
  2. 2. Q̇ = 374,9 kW
  3. 3. A = 18,12 m²
  4. 4. A = 7,575 m²
  5. 5. A = 12,02 m²
  6. 6. A = 1,347 m²

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