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

En un intercambiador de calor se enfrían 3 kg/s de mezcla de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) de 65 a 50 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 65 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT100 °C85 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 85 °C mientras el frío se calienta de 10 a 80 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 85 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT100 °C55 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 420 kW. Su área de intercambio es 3 m². El fluido caliente se enfría de 100 a 55 °C y el frío se calienta de 20 a 45 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 420 kWA = 3 m²Th: 100 → 55 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT80 °C45 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 300 kW. El fluido caliente se enfría de 80 a 45 °C y el frío se calienta de 25 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 300 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 30 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT140 °C105 °C55,68 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 105 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 105 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 162 kW
  2. 2. ΔTlm = 41,61 K
  3. 3. U = 4159 W/(m²·K)
  4. 4. A = 34,52 m²
  5. 5. Tc,out = 71,83 °C
  6. 6. A = 6,745 m²

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