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 calientan 3 kg/s de mezcla de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) de 35 a 50 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 35 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT145 °C120 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 145 a 120 °C mientras el frío se calienta de 25 a 60 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 145 → 120 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT160 °C125 °C20 °C95 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 400 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 125 °C y el frío se calienta de 20 a 95 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 400 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 125 °CTc: 20 → 95 °C
A = m²
4.Media
longitudT170 °C65 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 360 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 65 °C y el frío se calienta de 10 a 100 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,88, y U = 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 360 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 65 °CTc: 10 → 100 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C120 °C33,97 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 120 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT175 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. La corriente caliente entra a 175 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 3 m² y U = 500 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 162 kW
  2. 2. ΔTlm = 89,91 K
  3. 3. A = 7,002 m²
  4. 4. A = 6,577 m²
  5. 5. A = 1,494 m²
  6. 6. Th,out = 51,25 °C

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