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
longitudT175 °C150 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 15 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 1500 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 175 a 150 °C y el frío se calienta de 25 a 55 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 15 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 150 °CTc: 25 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT100 °C35 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 100 a 35 °C mientras el frío se calienta de 15 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT175 °C85 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 160 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 85 °C y el frío se calienta de 20 a 55 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 160 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 85 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
4.Media
longitudT100 °C45 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 360 kW. El fluido caliente se enfría de 100 a 45 °C y el frío se calienta de 15 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 360 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 3 m² y U = 1500 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °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 10 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT155 °C135 °C21,83 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 135 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 135 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 2756 kW
  2. 2. ΔTlm = 28,24 K
  3. 3. A = 4,204 m²
  4. 4. A = 19,78 m²
  5. 5. Tc,out = 49,2 °C
  6. 6. A = 0,619 m²

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