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
longitudT100 °C85 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 85 °C mientras el frío se calienta de 15 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 85 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT125 °C95 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 125 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,8 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 95 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT90 °C70 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 130 kW. El fluido caliente se enfría de 90 a 70 °C y el frío se calienta de 25 a 80 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 130 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.Media
longitudT100 °C50 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 90 kW. El fluido caliente se enfría de 100 a 50 °C y el frío se calienta de 25 a 65 °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 = 90 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 50 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C110 °C63,52 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 110 °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 = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT115 °C90 °C32,09 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 115 a 90 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °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: 115 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 50,49 K
  2. 2. Tc,out = 25,32 °C
  3. 3. A = 18,62 m²
  4. 4. A = 3,563 m²
  5. 5. A = 3,224 m²
  6. 6. A = 1,235 m²

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.