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
longitudT180 °C65 °C170 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 180 a 65 °C mientras el frío se calienta de 20 a 170 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 65 °CTc: 20 → 170 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se calientan 1,2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 35 a 85 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 35 → 85 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT135 °C75 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 800 kW. El fluido caliente se enfría de 135 a 75 °C y el frío se calienta de 30 a 105 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,85, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 800 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 75 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.Media
longitudT115 °C75 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 290 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 75 °C y el frío se calienta de 20 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 290 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT170 °C95 °C45,95 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 170 a 95 °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: 170 → 95 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT90 °C55 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 90 a 55 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 15 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 40 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 23,27 K
  2. 2. Q̇ = 250,8 kW
  3. 3. A = 25,44 m²
  4. 4. A = 7,681 m²
  5. 5. A = 12,88 m²
  6. 6. L = 53,73 m

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