Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) con soluciones

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 180 a 135 °C mientras el frío se calienta de 10 a 120 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔT_lm.

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 2,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 1500 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 175 a 95 °C y el frío se calienta de 30 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 70 kW. El fluido caliente se enfría de 100 a 60 °C y el frío se calienta de 15 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Un intercambiador a contracorriente transfiere 350 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 60 °C y el frío se calienta de 10 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Aceite caliente (1,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 95 a 50 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 110 a 80 °C. Agua (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 40 mm, y U = 300 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.