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
longitudT120 °C105 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 120 a 105 °C mientras el frío se calienta de 10 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 120 → 105 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT130 °C85 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 130 a 85 °C mientras el frío se calienta de 15 a 100 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 130 → 85 °CTc: 15 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT80 °C35 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 310 kW. Su área de intercambio es 4 m². El fluido caliente se enfría de 80 a 35 °C y el frío se calienta de 10 a 30 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 310 kWA = 4 m²Th: 80 → 35 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT110 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 25 a 45 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 45 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 8 m² y U = 2000 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 30 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT80 °C60 °C41 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 80 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 65,49 K
  2. 2. ΔTlm = 47,21 K
  3. 3. U = 3147 W/(m²·K)
  4. 4. A = 3,738 m²
  5. 5. Tc,out = 131,4 °C
  6. 6. A = 0,8382 m²

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