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.

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
longitudT170 °C150 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 170 a 150 °C mientras el frío se calienta de 25 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 150 °CTc: 25 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT145 °C100 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 145 a 100 °C mientras el frío se calienta de 25 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 145 → 100 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT175 °C125 °C10 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 410 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 125 °C y el frío se calienta de 10 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 125 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
4.Media
longitudT150 °C90 °C15 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 190 kW. Su área de intercambio es 10 m². El fluido caliente se enfría de 150 a 90 °C y el frío se calienta de 15 a 65 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 190 kWA = 10 m²Th: 150 → 90 °CTc: 15 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT90 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 90 a 60 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 300 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT165 °C105 °C37,94 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 165 a 105 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 126,7 K
  2. 2. ΔTlm = 77,47 K
  3. 3. A = 2,467 m²
  4. 4. U = 291,3 W/(m²·K)
  5. 5. L = 62,67 m
  6. 6. A = 2,151 m²

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