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
longitudT160 °C120 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 120 °C mientras el frío se calienta de 15 a 135 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 120 °CTc: 15 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT120 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 120 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT155 °C135 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 90 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 135 °C y el frío se calienta de 25 a 85 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 90 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 155 → 135 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.Media
longitudT175 °C120 °C155 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 390 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 120 °C y el frío se calienta de 20 a 155 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 390 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 175 → 120 °CTc: 20 → 155 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 120 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 10 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT110 °C55 °C39,21 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 110 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 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 = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 55,75 K
  2. 2. Tc,out = 25,89 °C
  3. 3. A = 1,156 m²
  4. 4. A = 26,15 m²
  5. 5. Tc,out = 59,52 °C
  6. 6. A = 5,251 m²

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