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
longitudT160 °C60 °C145 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 60 °C mientras el frío se calienta de 25 a 145 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 60 °CTc: 25 → 145 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT145 °C85 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 300 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 145 a 85 °C y el frío se calienta de 30 a 135 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 85 °CTc: 30 → 135 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT120 °C105 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 30 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 105 °C y el frío se calienta de 25 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 30 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Media
longitudT150 °C130 °C140 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 500 kW. El fluido caliente se enfría de 150 a 130 °C y el frío se calienta de 20 a 140 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 500 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 130 °CTc: 20 → 140 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT155 °C75 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 155 a 75 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT120 °C85 °C28,21 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 120 a 85 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 23,6 K
  2. 2. Q̇ = 39,6 kW
  3. 3. A = 2,14 m²
  4. 4. A = 59,95 m²
  5. 5. L = 134,5 m
  6. 6. A = 1,077 m²

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