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 °C105 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 125 a 105 °C mientras el frío se calienta de 30 a 95 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 105 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 0,3 kg/s de mezcla de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) de 120 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 120 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT180 °C140 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 280 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 140 °C y el frío se calienta de 30 a 85 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 280 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 140 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
4.Media
longitudT130 °C50 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 450 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 50 °C y el frío se calienta de 10 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 450 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 50 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT165 °C35 °C50,77 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 165 a 35 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT145 °C85 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 145 a 85 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 20 °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 = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 49,11 K
  2. 2. Q̇ = 86,4 kW
  3. 3. A = 3,421 m²
  4. 4. A = 4,866 m²
  5. 5. A = 16,59 m²
  6. 6. L = 23,08 m

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