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
longitudT140 °C100 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 140 a 100 °C mientras el frío se calienta de 15 a 25 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 140 → 100 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT120 °C75 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 8 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 800 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 120 a 75 °C y el frío se calienta de 15 a 35 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 75 °CTc: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT175 °C140 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 770 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 140 °C y el frío se calienta de 25 a 100 °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 = 770 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 140 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
4.Media
longitudT145 °C30 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 40 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 30 °C y el frío se calienta de 10 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 40 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 30 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT105 °C75 °C25,07 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 105 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT85 °C55 °C47,01 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 85 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 99,25 K
  2. 2. Q̇ = 459,4 kW
  3. 3. A = 17,89 m²
  4. 4. A = 1,002 m²
  5. 5. A = 4,362 m²
  6. 6. A = 8,156 m²

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