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
longitudT120 °C45 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 120 a 45 °C mientras el frío se calienta de 10 a 25 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 120 → 45 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT95 °C55 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 95 a 55 °C mientras el frío se calienta de 20 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 95 → 55 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT85 °C60 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 250 kW. El fluido caliente se enfría de 85 a 60 °C y el frío se calienta de 30 a 60 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,9, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 250 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C70 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 410 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 70 °C y el frío se calienta de 20 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 410 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 70 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT135 °C80 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 135 a 80 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 50 mm, y U = 200 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 80 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT145 °C100 °C37,38 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 100 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 60,09 K
  2. 2. ΔTlm = 44,25 K
  3. 3. A = 20,26 m²
  4. 4. A = 9,384 m²
  5. 5. L = 36,59 m
  6. 6. A = 1,146 m²

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