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
longitudT150 °C90 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 150 a 90 °C mientras el frío se calienta de 20 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 150 → 90 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT150 °C85 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 150 a 85 °C mientras el frío se calienta de 25 a 120 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 150 → 85 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT170 °C110 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 370 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 110 °C y el frío se calienta de 15 a 115 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 110 °CTc: 15 → 115 °C
A = m²
4.Media
longitudT130 °C100 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 710 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 100 °C y el frío se calienta de 15 a 110 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 710 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 100 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C100 °C122,7 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 100 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT115 °C60 °C50,26 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 115 a 60 °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 = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 81,86 K
  2. 2. ΔTlm = 43,28 K
  3. 3. A = 10,11 m²
  4. 4. A = 89,8 m²
  5. 5. A = 4,798 m²
  6. 6. A = 24,62 m²

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