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
longitudT170 °C35 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 35 °C mientras el frío se calienta de 10 a 50 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 35 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 110 a 65 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 110 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT90 °C50 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 710 kW. El fluido caliente se enfría de 90 a 50 °C y el frío se calienta de 20 a 50 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 710 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
4.Media
longitudT125 °C50 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 550 kW. El fluido caliente se enfría de 125 a 50 °C y el frío se calienta de 15 a 100 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,92, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 550 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 50 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT125 °C85 °C56,9 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 125 a 85 °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 = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 60,56 K
  2. 2. Q̇ = 376,2 kW
  3. 3. A = 23,21 m²
  4. 4. A = 20,12 m²
  5. 5. A = 15,63 m²
  6. 6. Tc,out = 115,6 °C

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