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

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
longitudT125 °C85 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 125 a 85 °C mientras el frío se calienta de 20 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 85 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT80 °C30 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 80 a 30 °C mientras el frío se calienta de 10 a 65 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 80 → 30 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT135 °C50 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 600 kW. El fluido caliente se enfría de 135 a 50 °C y el frío se calienta de 30 a 90 °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 = 600 kWF = 0,92U = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 50 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
4.Media
longitudT180 °C150 °C10 °C145 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 90 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 150 °C y el frío se calienta de 10 a 145 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 90 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 180 → 150 °CTc: 10 → 145 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT90 °C40 °C29,17 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 90 a 40 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT105 °C40 °C53,88 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 105 a 40 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °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: 105 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 51,49 K
  2. 2. ΔTlm = 17,38 K
  3. 3. A = 105,8 m²
  4. 4. A = 1,282 m²
  5. 5. A = 3,133 m²
  6. 6. A = 17,8 m²

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