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
longitudT165 °C90 °C135 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 165 a 90 °C mientras el frío se calienta de 20 a 135 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 165 → 90 °CTc: 20 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT100 °C25 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 25 °C mientras el frío se calienta de 10 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 25 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT165 °C135 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 220 kW. El fluido caliente se enfría de 165 a 135 °C y el frío se calienta de 15 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 220 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 135 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Media
longitudT140 °C90 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 320 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 90 °C y el frío se calienta de 20 a 30 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,95, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 320 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 90 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 145 a 70 °C. Agua (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 70 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT130 °C60 °C?10 °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 130 a 60 °C. Agua (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 150 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: 130 → 60 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 47,21 K
  2. 2. ΔTlm = 30,79 K
  3. 3. A = 3,654 m²
  4. 4. A = 3,806 m²
  5. 5. L = 118,2 m
  6. 6. L = 104,1 m

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