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
longitudT170 °C115 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 115 °C mientras el frío se calienta de 20 a 135 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 115 °CTc: 20 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT130 °C100 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 130 a 100 °C mientras el frío se calienta de 30 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 130 → 100 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT180 °C55 °C160 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 270 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 55 °C y el frío se calienta de 20 a 160 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 270 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 55 °CTc: 20 → 160 °C
A = m²
4.Media
longitudT125 °C95 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 480 kW. El fluido caliente se enfría de 125 a 95 °C y el frío se calienta de 30 a 115 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 480 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 95 °CTc: 30 → 115 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT160 °C75 °C57,03 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 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 = 140 °CA = 1 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 60,09 K
  2. 2. ΔTlm = 56,58 K
  3. 3. A = 59,25 m²
  4. 4. A = 54,45 m²
  5. 5. A = 4,564 m²
  6. 6. Tc,out = 91,99 °C

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