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
longitudT100 °C45 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 4 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 200 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 100 a 45 °C y el frío se calienta de 30 a 90 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 4 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 30 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT160 °C40 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 40 °C mientras el frío se calienta de 10 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 40 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT95 °C70 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 20 kW. El fluido caliente se enfría de 95 a 70 °C y el frío se calienta de 20 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 20 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
4.Media
longitudT120 °C25 °C95 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 120 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 25 a 95 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 95 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT110 °C65 °C35,65 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 110 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C30 °C70,53 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 30 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 30 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 9,865 kW
  2. 2. ΔTlm = 54,61 K
  3. 3. A = 1,27 m²
  4. 4. A = 1,116 m²
  5. 5. A = 0,6031 m²
  6. 6. A = 2,123 m²

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