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
longitudT90 °C70 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 90 a 70 °C mientras el frío se calienta de 25 a 35 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT115 °C95 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 115 a 95 °C mientras el frío se calienta de 10 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 115 → 95 °CTc: 10 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT85 °C55 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 240 kW. El fluido caliente se enfría de 85 a 55 °C y el frío se calienta de 25 a 60 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,92, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 240 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 55 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
4.Media
longitudT115 °C50 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 260 kW. Su área de intercambio es 4 m². El fluido caliente se enfría de 115 a 50 °C y el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 260 kWA = 4 m²Th: 115 → 50 °CTc: 15 → 55 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT145 °C65 °C28,4 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT150 °C110 °C37,01 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 150 a 110 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 110 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 49,83 K
  2. 2. ΔTlm = 52,81 K
  3. 3. A = 19,02 m²
  4. 4. U = 1401 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,136 m²
  6. 6. A = 2,217 m²

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.