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
longitudT155 °C120 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 155 a 120 °C mientras el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 155 → 120 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT170 °C130 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 130 °C mientras el frío se calienta de 10 a 20 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 130 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT110 °C80 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 200 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 80 °C y el frío se calienta de 10 a 20 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 200 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Media
longitudT160 °C125 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 430 kW. Su área de intercambio es 25 m². El fluido caliente se enfría de 160 a 125 °C y el frío se calienta de 30 a 110 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 430 kWA = 25 m²Th: 160 → 125 °CTc: 30 → 110 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT85 °C30 °C23,82 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 85 a 30 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 30 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 1500 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °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 = 110 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 102,5 K
  2. 2. ΔTlm = 134,4 K
  3. 3. A = 3,141 m²
  4. 4. U = 323 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,091 m²
  6. 6. Tc,out = 54,22 °C

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