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
longitudT80 °C50 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 80 a 50 °C mientras el frío se calienta de 30 a 50 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 80 → 50 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT180 °C55 °C150 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 55 °C mientras el frío se calienta de 30 a 150 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 55 °CTc: 30 → 150 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT105 °C75 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 130 kW. El fluido caliente se enfría de 105 a 75 °C y el frío se calienta de 10 a 20 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 130 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Media
longitudT85 °C50 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 140 kW. El fluido caliente se enfría de 85 a 50 °C y el frío se calienta de 10 a 65 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 140 kWF = 0,85U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 50 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT160 °C135 °C44,95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 135 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 135 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT150 °C95 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 150 a 95 °C. Agua (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 150 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 95 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. ΔTlm = 27,42 K
  3. 3. A = 1,744 m²
  4. 4. A = 7,135 m²
  5. 5. A = 2,842 m²
  6. 6. L = 54,34 m

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