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

En un intercambiador de calor se enfrían 2,5 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 65 a 30 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 65 → 30 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 35 a 85 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 35 → 85 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT110 °C75 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 350 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 75 °C y el frío se calienta de 30 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 350 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.Media
longitudT140 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 30 a 60 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 3500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 140 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 60 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT175 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 3 kW/K. La corriente caliente entra a 175 °C y la fría a 20 °C. El intercambiador tiene A = 3 m² y U = 300 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 20 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
longitudT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 8 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 120 °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 30 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 120 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 213,5 kW
  2. 2. Q̇ = 209 kW
  3. 3. A = 20,79 m²
  4. 4. A = 1,902 m²
  5. 5. Th,out = 139,2 °C
  6. 6. Tc,out = 94,87 °C

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