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
longitudT100 °C75 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 75 °C mientras el frío se calienta de 15 a 25 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 75 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT135 °C120 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 120 °C mientras el frío se calienta de 15 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 120 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT110 °C90 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 30 kW. Su área de intercambio es 2,5 m². El fluido caliente se enfría de 110 a 90 °C y el frío se calienta de 10 a 25 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 30 kWA = 2,5 m²Th: 110 → 90 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT125 °C100 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 420 kW. El fluido caliente se enfría de 125 a 100 °C y el frío se calienta de 25 a 65 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 420 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT130 °C55 °C34,95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 130 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °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 15 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 67,22 K
  2. 2. ΔTlm = 51,26 K
  3. 3. U = 147,7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 23,67 m²
  5. 5. A = 7,799 m²
  6. 6. Tc,out = 87,39 °C

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