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 °C95 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 95 °C mientras el frío se calienta de 25 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 95 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT140 °C70 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 140 a 70 °C mientras el frío se calienta de 25 a 120 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 140 → 70 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C20 °C80 °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 20 a 80 °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: 20 → 80 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT170 °C60 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 490 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 60 °C y el frío se calienta de 25 a 80 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 490 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 60 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT90 °C55 °C34,44 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 90 a 55 °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 = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 5 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 130 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 94,86 K
  2. 2. ΔTlm = 30,83 K
  3. 3. A = 16,48 m²
  4. 4. A = 16,83 m²
  5. 5. A = 5,428 m²
  6. 6. Tc,out = 80,45 °C

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