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
longitudT140 °C120 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 140 a 120 °C mientras el frío se calienta de 30 a 110 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 140 → 120 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT180 °C130 °C25 °C115 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 180 a 130 °C mientras el frío se calienta de 25 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 130 °CTc: 25 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT175 °C125 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 230 kW. Su área de intercambio es 3 m². El fluido caliente se enfría de 175 a 125 °C y el frío se calienta de 10 a 40 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 230 kWA = 3 m²Th: 175 → 125 °CTc: 10 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT140 °C95 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 210 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 95 °C y el frío se calienta de 20 a 70 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,9, y U = 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 210 kWF = 0,9U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 95 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT125 °C60 °C50,92 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 125 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °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: 125 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT155 °C75 °C48,01 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 75 °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 = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 41,7 K
  2. 2. ΔTlm = 59,95 K
  3. 3. U = 614,6 W/(m²·K)
  4. 4. A = 6,439 m²
  5. 5. A = 7,794 m²
  6. 6. A = 16,99 m²

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