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
longitudT80 °C65 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 80 a 65 °C mientras el frío se calienta de 10 a 60 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT135 °C65 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 135 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT100 °C50 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 260 kW. Su área de intercambio es 6 m². El fluido caliente se enfría de 100 a 50 °C y el frío se calienta de 10 a 65 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 260 kWA = 6 m²Th: 100 → 50 °CTc: 10 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT125 °C55 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 160 kW. El fluido caliente se enfría de 125 a 55 °C y el frío se calienta de 15 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 55 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT135 °C105 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 135 a 105 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 105 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT155 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 2 kW/K. La corriente caliente entra a 155 °C y la fría a 25 °C. El intercambiador tiene A = 6 m² y U = 800 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 25 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 34,6 K
  2. 2. Tc,out = 44,26 °C
  3. 3. U = 1157 W/(m²·K)
  4. 4. A = 14,24 m²
  5. 5. L = 14,21 m
  6. 6. Th,out = 63,24 °C

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