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 enfrían 1 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 90 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT120 °C80 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 120 a 80 °C mientras el frío se calienta de 15 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 120 → 80 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT120 °C90 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 340 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 90 °C y el frío se calienta de 15 a 110 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 340 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 90 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
4.Media
longitudT155 °C115 °C10 °C110 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 450 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 115 °C y el frío se calienta de 10 a 110 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 450 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 115 °CTc: 10 → 110 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT115 °C95 °C27,34 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 115 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 8 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °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 15 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 122 kW
  2. 2. ΔTlm = 69,88 K
  3. 3. A = 52,7 m²
  4. 4. A = 21,65 m²
  5. 5. A = 5,667 m²
  6. 6. Tc,out = 79,87 °C

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