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 °C50 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 50 °C mientras el frío se calienta de 15 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 50 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT100 °C75 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 100 a 75 °C mientras el frío se calienta de 30 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 75 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT135 °C60 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 380 kW. El fluido caliente se enfría de 135 a 60 °C y el frío se calienta de 10 a 115 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 380 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 60 °CTc: 10 → 115 °C
A = m²
4.Media
longitudT180 °C155 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 360 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 155 °C y el frío se calienta de 30 a 70 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 360 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT180 °C75 °C87,78 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 180 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 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 = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C110 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 140 a 110 °C. Agua (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 300 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 46,38 K
  2. 2. ΔTlm = 30,83 K
  3. 3. A = 58,03 m²
  4. 4. A = 6,292 m²
  5. 5. A = 12,23 m²
  6. 6. L = 7,316 m

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