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
longitudT135 °C40 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 40 °C mientras el frío se calienta de 15 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 40 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 40 a 70 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 40 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT95 °C60 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 50 kW. El fluido caliente se enfría de 95 a 60 °C y el frío se calienta de 20 a 45 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 50 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 60 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
4.Media
longitudT175 °C145 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 160 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 145 °C y el frío se calienta de 15 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 160 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 145 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C40 °C54,02 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 120 a 40 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C100 °C33,92 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 100 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 36,07 K
  2. 2. Q̇ = 125,4 kW
  3. 3. A = 1,268 m²
  4. 4. A = 8,136 m²
  5. 5. A = 20,15 m²
  6. 6. A = 4,089 m²

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