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
longitudT105 °C60 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 60 °C mientras el frío se calienta de 10 a 50 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 60 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT160 °C65 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 65 °C mientras el frío se calienta de 25 a 95 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 65 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT115 °C50 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 380 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 50 °C y el frío se calienta de 15 a 85 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 380 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 50 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.Media
longitudT160 °C145 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 420 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 145 °C y el frío se calienta de 15 a 50 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 420 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 145 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2 m² y U = 1500 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT115 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 115 a 60 °C. Agua (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 50 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 52,46 K
  2. 2. ΔTlm = 51,49 K
  3. 3. A = 13,31 m²
  4. 4. A = 17,76 m²
  5. 5. Tc,out = 54,22 °C
  6. 6. L = 13,32 m

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