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.

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
longitudT170 °C105 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 1,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 200 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 170 a 105 °C y el frío se calienta de 10 a 80 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 1,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 170 → 105 °CTc: 10 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT115 °C80 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 115 a 80 °C mientras el frío se calienta de 30 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 115 → 80 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT150 °C100 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 260 kW. El fluido caliente se enfría de 150 a 100 °C y el frío se calienta de 20 a 30 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 260 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 100 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C80 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 300 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 80 °C y el frío se calienta de 15 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 300 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT115 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 115 °C y la fría a 20 °C. El intercambiador tiene A = 1 m² y U = 500 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 20 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
longitudT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 4 m² y U = 2500 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 25 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 4 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 27,74 kW
  2. 2. ΔTlm = 49,03 K
  3. 3. A = 13,18 m²
  4. 4. A = 4,293 m²
  5. 5. Th,out = 91,25 °C
  6. 6. Tc,out = 105,2 °C

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