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

En un intercambiador de calor se calientan 0,8 kg/s de mezcla de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) de 25 a 70 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 25 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT100 °C65 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 65 °C mientras el frío se calienta de 20 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT100 °C15 °C75 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 100 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 15 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 100 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 75 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT95 °C80 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 140 kW. Su área de intercambio es 1 m². El fluido caliente se enfría de 95 a 80 °C y el frío se calienta de 20 a 60 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 140 kWA = 1 m²Th: 95 → 80 °CTc: 20 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT140 °C70 °C72,78 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 70 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT180 °C60 °C62,85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 180 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 129,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 49,83 K
  3. 3. A = 6,821 m²
  4. 4. U = 3018 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,956 m²
  6. 6. A = 9,946 m²

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