En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 150 a 115 °C mientras el frío se calienta de 30 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.
Hoja de ejercicios de Intercambiadores de calor (DTML) con soluciones
Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 0,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 1000 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 120 a 70 °C y el frío se calienta de 15 a 100 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.
En un condensador, el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 15 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
Un intercambiador a contracorriente transfiere 220 kW. El fluido caliente se enfría de 80 a 55 °C y el frío se calienta de 15 a 70 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.
En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 90 a 50 °C. Agua (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.
Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 80 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.
Soluciones
- 1. ΔTlm = 95,74 K
- 2. Q̇ = 17,3 kW
- 3. A = 7,063 m²
- 4. A = 10,17 m²
- 5. L = 16,95 m
- 6. A = 3,264 m²
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