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
longitudT145 °C95 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 145 a 95 °C mientras el frío se calienta de 15 a 25 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 145 → 95 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT170 °C45 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 45 °C mientras el frío se calienta de 10 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 45 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT140 °C60 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 70 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 60 °C y el frío se calienta de 15 a 30 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,95, y U = 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 70 kWF = 0,95U = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 60 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
4.Media
longitudT130 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 25 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 55 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 6 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 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 = 110 °CA = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 98,65 K
  2. 2. ΔTlm = 75,74 K
  3. 3. A = 3,377 m²
  4. 4. A = 2,813 m²
  5. 5. Tc,out = 92,46 °C
  6. 6. Tc,out = 77,35 °C

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