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
longitudT125 °C90 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 125 a 90 °C mientras el frío se calienta de 25 a 90 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 90 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT140 °C110 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 140 a 110 °C mientras el frío se calienta de 15 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 140 → 110 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT135 °C115 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 290 kW. Su área de intercambio es 2 m². El fluido caliente se enfría de 135 a 115 °C y el frío se calienta de 25 a 60 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 290 kWA = 2 m²Th: 135 → 115 °CTc: 25 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT175 °C125 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 200 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 125 °C y el frío se calienta de 25 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 200 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 125 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT100 °C80 °C12,51 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 100 a 80 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C95 °C38,97 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 48,46 K
  2. 2. ΔTlm = 91,75 K
  3. 3. U = 1827 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,357 m²
  5. 5. A = 0,8926 m²
  6. 6. A = 0,6885 m²

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