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
longitudT140 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 80 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
longitudT120 °C70 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 120 a 70 °C mientras el frío se calienta de 25 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 120 → 70 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT100 °C80 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 210 kW. El fluido caliente se enfría de 100 a 80 °C y el frío se calienta de 25 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 210 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Media
longitudT165 °C100 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 420 kW. Su área de intercambio es 3 m². El fluido caliente se enfría de 165 a 100 °C y el frío se calienta de 25 a 105 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 420 kWA = 3 m²Th: 165 → 100 °CTc: 25 → 105 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1 m² y U = 3000 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 25 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT105 °C80 °C22,48 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 105 a 80 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Tc,out = 25,02 °C
  2. 2. ΔTlm = 39,79 K
  3. 3. A = 26,52 m²
  4. 4. U = 2083 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 49,12 °C
  6. 6. A = 1,064 m²

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.