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

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
longitudT125 °C65 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 125 a 65 °C mientras el frío se calienta de 30 a 80 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 65 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT130 °C45 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 130 a 45 °C mientras el frío se calienta de 10 a 25 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 130 → 45 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT155 °C140 °C30 °C130 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 50 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 140 °C y el frío se calienta de 30 a 130 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 50 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 140 °CTc: 30 → 130 °C
A = m²
4.Media
longitudT115 °C100 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 290 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 100 °C y el frío se calienta de 10 a 30 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 290 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 100 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT130 °C85 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 130 a 85 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 150 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT85 °C40 °C25,65 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 85 a 40 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 63,72 K
  3. 3. A = 5,491 m²
  4. 4. A = 4,144 m²
  5. 5. L = 99,78 m
  6. 6. A = 4,354 m²

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