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
longitudT100 °C60 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 60 °C mientras el frío se calienta de 25 a 50 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 60 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT100 °C65 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 100 a 65 °C mientras el frío se calienta de 20 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C105 °C90 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 130 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 105 °C y el frío se calienta de 10 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 130 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 105 °CTc: 10 → 90 °C
A = m²
4.Media
longitudT120 °C55 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 400 kW. Su área de intercambio es 6 m². El fluido caliente se enfría de 120 a 55 °C y el frío se calienta de 30 a 40 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 400 kWA = 6 m²Th: 120 → 55 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT100 °C70 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 100 a 70 °C. Agua (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT120 °C75 °C17,54 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 120 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 42,06 K
  2. 2. ΔTlm = 49,83 K
  3. 3. A = 2,556 m²
  4. 4. U = 1593 W/(m²·K)
  5. 5. L = 45,99 m
  6. 6. A = 0,7653 m²

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