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
longitudT155 °C130 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 155 a 130 °C mientras el frío se calienta de 25 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 155 → 130 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 25 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT160 °C105 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 710 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 105 °C y el frío se calienta de 30 a 100 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 710 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 105 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Media
longitudT150 °C85 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 100 kW. El fluido caliente se enfría de 150 a 85 °C y el frío se calienta de 10 a 95 °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 = 100 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 85 °CTc: 10 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT95 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 95 °C y la fría a 15 °C. El intercambiador tiene A = 6 m² y U = 300 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
longitudT145 °C??30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. La corriente caliente entra a 145 °C y la fría a 30 °C. El intercambiador tiene A = 1 m² y U = 300 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 30 °CA = 1 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 93,78 K
  2. 2. Q̇ = 62,7 kW
  3. 3. A = 12,43 m²
  4. 4. A = 1,632 m²
  5. 5. Th,out = 51,36 °C
  6. 6. Th,out = 101,9 °C

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