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

En un intercambiador de calor se enfrían 3 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 60 a 45 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 60 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT165 °C45 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 165 a 45 °C mientras el frío se calienta de 15 a 80 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 165 → 45 °CTc: 15 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C115 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 420 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 115 °C y el frío se calienta de 30 a 100 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 420 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C50 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 330 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 50 °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 = 330 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 50 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT100 °C40 °C30,07 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 100 a 40 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT90 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 4 kW/K. La corriente caliente entra a 90 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 3 m² y U = 800 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 109,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 52,81 K
  3. 3. A = 15,91 m²
  4. 4. A = 8,208 m²
  5. 5. A = 8,654 m²
  6. 6. Th,out = 60 °C

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