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
longitudT175 °C140 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 20 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 1000 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 175 a 140 °C y el frío se calienta de 30 a 70 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 20 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 140 °CTc: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 0,8 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 85 a 60 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 85 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT140 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 15 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 35 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT115 °C95 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 170 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 95 °C y el frío se calienta de 10 a 45 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 170 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 115 → 95 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT160 °C50 °C19,21 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 50 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT100 °C75 °C44,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 100 a 75 °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 = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 2150 kW
  2. 2. Q̇ = 48,8 kW
  3. 3. A = 0,3644 m²
  4. 4. A = 7,335 m²
  5. 5. A = 1,803 m²
  6. 6. A = 11,91 m²

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