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
longitudT170 °C65 °C115 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 65 °C mientras el frío se calienta de 30 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 65 °CTc: 30 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT130 °C75 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 130 a 75 °C mientras el frío se calienta de 20 a 95 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 130 → 75 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C45 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 460 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 45 °C y el frío se calienta de 10 a 25 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 460 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 45 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.Media
longitudT145 °C65 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 570 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 65 °C y el frío se calienta de 20 a 105 °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 = 570 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 145 → 65 °CTc: 20 → 105 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C105 °C40,07 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 105 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT105 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 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 = 105 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 44,25 K
  3. 3. A = 8,242 m²
  4. 4. A = 29,19 m²
  5. 5. A = 1,714 m²
  6. 6. Tc,out = 96,32 °C

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