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
longitudT80 °C35 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 0,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 200 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 80 a 35 °C y el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 0,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 15 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT150 °C85 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 2 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 300 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 150 a 85 °C y el frío se calienta de 20 a 70 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 2 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 85 °CTc: 20 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT180 °C160 °C135 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 130 kW. Su área de intercambio es 1 m². El fluido caliente se enfría de 180 a 160 °C y el frío se calienta de 25 a 135 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 130 kWA = 1 m²Th: 180 → 160 °CTc: 25 → 135 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT170 °C150 °C150 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 390 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 150 °C y el frío se calienta de 30 a 150 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 390 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 150 °CTc: 30 → 150 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 120 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 10 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 120 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT110 °C30 °C20,05 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 110 a 30 °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 = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 30 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 2,241 kW
  2. 2. Q̇ = 43,34 kW
  3. 3. U = 1587 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8,735 m²
  5. 5. Tc,out = 61,88 °C
  6. 6. A = 1,805 m²

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