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
longitudT110 °C80 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 8 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 500 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 110 a 80 °C y el frío se calienta de 25 a 100 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 8 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 25 → 100 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT160 °C140 °C115 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 140 °C mientras el frío se calienta de 20 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 140 °CTc: 20 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT160 °C110 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 80 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 110 °C y el frío se calienta de 10 a 20 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 80 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 110 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Media
longitudT170 °C135 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 60 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 135 °C y el frío se calienta de 10 a 25 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 60 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 135 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (3 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 = 140 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT175 °C100 °C45,63 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 175 a 100 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 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: 175 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 105,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 76,47 K
  3. 3. A = 1,346 m²
  4. 4. A = 0,8993 m²
  5. 5. Tc,out = 56,41 °C
  6. 6. A = 1,73 m²

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