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

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
longitudT180 °C100 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 100 °C mientras el frío se calienta de 30 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 100 °CTc: 30 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT90 °C75 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 90 a 75 °C mientras el frío se calienta de 30 a 60 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 90 → 75 °CTc: 30 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 15 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 130 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 35 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT110 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 110 °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 30 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 110 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 75 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT155 °C105 °C33,37 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 105 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT165 °C60 °C33,19 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 165 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 67,47 K
  2. 2. ΔTlm = 32,46 K
  3. 3. A = 0,599 m²
  4. 4. A = 4,607 m²
  5. 5. A = 2,642 m²
  6. 6. A = 7,16 m²

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