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.

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
longitudT160 °C80 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 160 a 80 °C mientras el frío se calienta de 25 a 35 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 80 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT105 °C70 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 105 a 70 °C mientras el frío se calienta de 30 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT85 °C65 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 460 kW. El fluido caliente se enfría de 85 a 65 °C y el frío se calienta de 10 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 460 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.Media
longitudT135 °C55 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 340 kW. El fluido caliente se enfría de 135 a 55 °C y el frío se calienta de 30 a 100 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,92, y U = 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 340 kWF = 0,92U = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 55 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 3 m² y U = 3000 W/(m²·K), el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 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 = 130 °CA = 3 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT140 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 140 °C y la fría a 20 °C. El intercambiador tiene A = 4 m² y U = 500 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 81,92 K
  2. 2. ΔTlm = 37,28 K
  3. 3. A = 46,15 m²
  4. 4. A = 62,17 m²
  5. 5. Tc,out = 116,6 °C
  6. 6. Th,out = 71,43 °C

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