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

En un intercambiador de calor se calientan 0,5 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 40 a 80 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 40 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT80 °C40 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 80 a 40 °C mientras el frío se calienta de 20 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT140 °C115 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 210 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 115 °C y el frío se calienta de 10 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 210 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 115 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.Media
longitudT140 °C70 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 420 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 70 °C y el frío se calienta de 30 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 70 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 6 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 120 °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 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 120 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT155 °C110 °C45,89 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 110 °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 = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 48,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 22,41 K
  3. 3. A = 5,036 m²
  4. 4. A = 8,809 m²
  5. 5. Tc,out = 96,2 °C
  6. 6. A = 2,692 m²

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