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 0,8 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 120 a 25 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 120 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT115 °C50 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 115 a 50 °C mientras el frío se calienta de 15 a 35 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 115 → 50 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT165 °C45 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 170 kW. El fluido caliente se enfría de 165 a 45 °C y el frío se calienta de 25 a 85 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 170 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 45 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.Media
longitudT155 °C90 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 460 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 90 °C y el frío se calienta de 10 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 460 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 90 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT170 °C100 °C58,52 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 170 a 100 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 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: 170 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT145 °C50 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 145 a 50 °C. Agua (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 20 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 500 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 50 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 159,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 54,43 K
  3. 3. A = 2,619 m²
  4. 4. A = 15,54 m²
  5. 5. A = 2,828 m²
  6. 6. L = 55,36 m

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