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 °C85 °C?30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 175 a 85 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 0,8 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 35 a 80 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 35 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT100 °C20 °C75 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 100 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 20 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 3500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 100 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 75 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT150 °C100 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 340 kW. El fluido caliente se enfría de 150 a 100 °C y el frío se calienta de 25 a 130 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 340 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 100 °CTc: 25 → 130 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT135 °C55 °C77,85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 135 a 55 °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 = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT125 °C70 °C25,13 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 125 a 70 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Tc,out = 60,14 °C
  2. 2. Q̇ = 150,5 kW
  3. 3. A = 2,084 m²
  4. 4. A = 16,34 m²
  5. 5. A = 15,43 m²
  6. 6. A = 4,042 m²

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