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
longitudT125 °C75 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 125 a 75 °C mientras el frío se calienta de 10 a 95 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 75 °CTc: 10 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 0,3 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 85 a 35 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 85 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT155 °C95 °C130 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 310 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 95 °C y el frío se calienta de 20 a 130 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 310 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 95 °CTc: 20 → 130 °C
A = m²
4.Media
longitudT120 °C75 °C30 °C15 °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 120 a 75 °C y el frío se calienta de 15 a 30 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 240 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 75 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT170 °C120 °C63,49 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 170 a 120 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °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: 170 → 120 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT145 °C85 °C60,14 °C30 °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 30 °C. Con U = 1000 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 = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 45,27 K
  2. 2. Q̇ = 31,5 kW
  3. 3. A = 13,62 m²
  4. 4. A = 18,43 m²
  5. 5. A = 4,285 m²
  6. 6. A = 3,66 m²

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