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
longitudT165 °C75 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 165 a 75 °C mientras el frío se calienta de 20 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 165 → 75 °CTc: 20 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 2,5 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 20 a 80 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT135 °C100 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 110 kW. El fluido caliente se enfría de 135 a 100 °C y el frío se calienta de 25 a 45 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 110 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Media
longitudT145 °C60 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 50 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 60 °C y el frío se calienta de 10 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 50 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 145 → 60 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT115 °C70 °C36,73 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 115 a 70 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 25 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 52,46 K
  2. 2. Q̇ = 315 kW
  3. 3. A = 0,9242 m²
  4. 4. A = 1,191 m²
  5. 5. A = 1,233 m²
  6. 6. Tc,out = 95,87 °C

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