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 1,2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 110 a 40 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 110 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT180 °C100 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 100 °C mientras el frío se calienta de 10 a 110 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 100 °CTc: 10 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT140 °C110 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 400 kW. Su área de intercambio es 20 m². El fluido caliente se enfría de 140 a 110 °C y el frío se calienta de 25 a 115 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 400 kWA = 20 m²Th: 140 → 110 °CTc: 25 → 115 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT130 °C85 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 90 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 85 °C y el frío se calienta de 25 a 80 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 90 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 85 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT145 °C50 °C72,61 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 50 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 8 m² y U = 3000 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °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 10 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 8 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 351,1 kW
  2. 2. ΔTlm = 79,58 K
  3. 3. U = 407,9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,094 m²
  5. 5. A = 8,747 m²
  6. 6. Tc,out = 132,6 °C

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