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
longitudT160 °C40 °C115 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 40 °C mientras el frío se calienta de 15 a 115 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 40 °CTc: 15 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT115 °C50 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 115 a 50 °C mientras el frío se calienta de 30 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 115 → 50 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT145 °C35 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 190 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 35 °C y el frío se calienta de 15 a 25 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 190 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 35 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Media
longitudT130 °C10 °C105 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 130 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 10 a 105 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 130 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 105 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT85 °C55 °C34,13 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 85 a 55 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °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: 85 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT145 °C120 °C75,24 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 120 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 120 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 34,03 K
  2. 2. ΔTlm = 24,66 K
  3. 3. A = 17,02 m²
  4. 4. A = 6,557 m²
  5. 5. A = 3,158 m²
  6. 6. A = 1,606 m²

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