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
longitudT135 °C80 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 80 °C mientras el frío se calienta de 30 a 95 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT140 °C85 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 140 a 85 °C mientras el frío se calienta de 15 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 140 → 85 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT115 °C75 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 290 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 75 °C y el frío se calienta de 15 a 65 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,92, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 290 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Media
longitudT160 °C110 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 50 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 110 °C y el frío se calienta de 25 a 70 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 110 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C55 °C37,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 120 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 2 kW/K. La corriente caliente entra a 105 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 6 m² y U = 200 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 44,81 K
  2. 2. ΔTlm = 88,5 K
  3. 3. A = 5,747 m²
  4. 4. A = 1,905 m²
  5. 5. A = 3,927 m²
  6. 6. Th,out = 69,38 °C

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.