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
longitudT180 °C110 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 110 °C mientras el frío se calienta de 30 a 125 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 110 °CTc: 30 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT180 °C145 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 180 a 145 °C mientras el frío se calienta de 15 a 25 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 145 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C10 °C115 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 130 °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 10 a 115 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 130 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 115 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT145 °C95 °C75 °C30 °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 145 a 95 °C y el frío se calienta de 30 a 75 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,9, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 90 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 95 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT175 °C70 °C32,58 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 175 a 70 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 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 = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C65 °C47,68 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °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: 140 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 66,72 K
  2. 2. ΔTlm = 141,3 K
  3. 3. A = 43,46 m²
  4. 4. A = 2,964 m²
  5. 5. A = 3 m²
  6. 6. A = 8,743 m²

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