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
longitudT165 °C125 °C15 °C90 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 165 a 125 °C mientras el frío se calienta de 15 a 90 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 165 → 125 °CTc: 15 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 1,2 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 95 a 30 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 95 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT140 °C15 °C110 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 15 a 110 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 3500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 140 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 110 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT95 °C70 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 350 kW. El fluido caliente se enfría de 95 a 70 °C y el frío se calienta de 30 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 350 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C80 °C81,77 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 80 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT160 °C95 °C55,77 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 95 °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 = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 95 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 79,02 K
  2. 2. Q̇ = 163,8 kW
  3. 3. A = 2,557 m²
  4. 4. A = 8,087 m²
  5. 5. A = 4,692 m²
  6. 6. A = 8,416 m²

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