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
longitudT105 °C85 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 85 °C mientras el frío se calienta de 25 a 90 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 85 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 0,2 kg/s de mezcla de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) de 15 a 30 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 15 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT100 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 100 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 25 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 40 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT105 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 30 a 50 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 3000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 50 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C85 °C40,14 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 85 °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 = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 5 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (3 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 = 140 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 32,46 K
  2. 2. Q̇ = 10,8 kW
  3. 3. A = 0,9327 m²
  4. 4. A = 1,296 m²
  5. 5. A = 5,657 m²
  6. 6. Tc,out = 95,71 °C

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