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
longitudT150 °C60 °C120 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 150 a 60 °C mientras el frío se calienta de 15 a 120 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 150 → 60 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT155 °C115 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 155 a 115 °C mientras el frío se calienta de 30 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 155 → 115 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT140 °C30 °C115 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 30 a 115 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 115 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT180 °C110 °C150 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 90 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 110 °C y el frío se calienta de 20 a 150 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,92, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 90 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 110 °CTc: 20 → 150 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C60 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 120 a 60 °C. Agua (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT125 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 125 a 90 °C. Agua (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 36,99 K
  2. 2. ΔTlm = 87,48 K
  3. 3. A = 4,129 m²
  4. 4. A = 1,791 m²
  5. 5. L = 13,1 m
  6. 6. L = 105,7 m

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