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
longitudT90 °C45 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 90 a 45 °C mientras el frío se calienta de 25 a 60 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT155 °C140 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 155 a 140 °C mientras el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT165 °C110 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 290 kW. El fluido caliente se enfría de 165 a 110 °C y el frío se calienta de 25 a 85 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 290 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 165 → 110 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.Media
longitudT170 °C40 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 150 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 40 °C y el frío se calienta de 15 a 85 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 150 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 40 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT105 °C65 °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 105 a 65 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 150 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: 105 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT130 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 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 = 130 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. ΔTlm = 112 K
  3. 3. A = 4,344 m²
  4. 4. A = 6,953 m²
  5. 5. L = 184,7 m
  6. 6. Tc,out = 89,67 °C

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