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
longitudT170 °C55 °C155 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 55 °C mientras el frío se calienta de 20 a 155 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 55 °CTc: 20 → 155 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT135 °C70 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 70 °C mientras el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 70 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT160 °C145 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 80 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 145 °C y el frío se calienta de 15 a 80 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 80 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 145 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Media
longitudT120 °C10 °C110 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 120 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 10 a 110 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 3000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 110 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT115 °C75 °C31,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 115 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT160 °C115 °C78,83 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 115 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 23,6 K
  2. 2. ΔTlm = 66,72 K
  3. 3. A = 0,7768 m²
  4. 4. A = 1,671 m²
  5. 5. A = 2,939 m²
  6. 6. A = 1,754 m²

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