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
longitudT105 °C70 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 70 °C mientras el frío se calienta de 15 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 70 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT135 °C40 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 40 °C mientras el frío se calienta de 15 a 60 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 40 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT115 °C60 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 160 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 60 °C y el frío se calienta de 30 a 70 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,92, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 160 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 60 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C90 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 210 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 90 °C y el frío se calienta de 30 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 210 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 90 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT100 °C45 °C45,18 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 100 a 45 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 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: 100 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT165 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 165 °C y la fría a 15 °C. El intercambiador tiene A = 6 m² y U = 300 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 64,48 K
  2. 2. ΔTlm = 45,51 K
  3. 3. A = 9,402 m²
  4. 4. A = 3,845 m²
  5. 5. A = 12,21 m²
  6. 6. Th,out = 83,18 °C

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