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
longitudT105 °C45 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 45 °C mientras el frío se calienta de 20 a 90 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 45 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT135 °C75 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 75 °C mientras el frío se calienta de 10 a 105 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 75 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT105 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 10 a 25 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 105 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 25 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Media
longitudT110 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 110 °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 25 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 2000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 110 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 40 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2,5 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 30 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT125 °C75 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 125 a 75 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 400 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 75 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 19,58 K
  2. 2. ΔTlm = 45,27 K
  3. 3. A = 1,796 m²
  4. 4. A = 1,623 m²
  5. 5. Tc,out = 61,4 °C
  6. 6. L = 13,62 m

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