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
longitudT145 °C105 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 105 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
longitudT170 °C60 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 60 °C mientras el frío se calienta de 10 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 60 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT145 °C35 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 110 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 35 °C y el frío se calienta de 20 a 100 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 110 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 35 °CTc: 20 → 100 °C
A = m²
4.Media
longitudT80 °C65 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 260 kW. Su área de intercambio es 25 m². El fluido caliente se enfría de 80 a 65 °C y el frío se calienta de 15 a 50 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 260 kWA = 25 m²Th: 80 → 65 °CTc: 15 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT135 °C65 °C27,84 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 135 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT175 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1 kW/K. La corriente caliente entra a 175 °C y la fría a 25 °C. El intercambiador tiene A = 1 m² y U = 800 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 25 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Tc,out = 59,02 °C
  2. 2. ΔTlm = 87,41 K
  3. 3. A = 4,028 m²
  4. 4. U = 265,6 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,147 m²
  6. 6. Th,out = 108,3 °C

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