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
longitudT170 °C95 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 95 °C mientras el frío se calienta de 25 a 130 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 95 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT165 °C65 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 165 a 65 °C mientras el frío se calienta de 25 a 75 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 165 → 65 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT155 °C130 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 440 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 130 °C y el frío se calienta de 30 a 95 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 440 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 155 → 130 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
4.Media
longitudT115 °C85 °C10 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 180 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 85 °C y el frío se calienta de 10 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 85 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT80 °C50 °C37,94 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 80 a 50 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT115 °C65 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 115 a 65 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 50 mm, y U = 400 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 65 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 53,61 K
  2. 2. ΔTlm = 61,66 K
  3. 3. A = 6,223 m²
  4. 4. A = 3,758 m²
  5. 5. A = 15,76 m²
  6. 6. L = 8,885 m

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