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 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 60 a 45 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 60 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT170 °C65 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 65 °C mientras el frío se calienta de 30 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT95 °C70 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 410 kW. El fluido caliente se enfría de 95 a 70 °C y el frío se calienta de 30 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 410 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Media
longitudT170 °C140 °C25 °C120 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 60 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 140 °C y el frío se calienta de 25 a 120 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 60 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 140 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT130 °C65 °C46,77 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 130 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °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: 130 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT150 °C75 °C56,27 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 150 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 125,4 kW
  2. 2. ΔTlm = 61,92 K
  3. 3. A = 24,05 m²
  4. 4. A = 1,189 m²
  5. 5. A = 1,542 m²
  6. 6. A = 3,802 m²

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