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
longitudT135 °C110 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 135 a 110 °C mientras el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 110 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 0,3 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 65 a 30 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 65 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT155 °C45 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 130 kW. Su área de intercambio es 1 m². El fluido caliente se enfría de 155 a 45 °C y el frío se calienta de 15 a 25 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 130 kWA = 1 m²Th: 155 → 45 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT155 °C120 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 140 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 120 °C y el frío se calienta de 10 a 30 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 140 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 120 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT155 °C105 °C44,95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 105 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 105 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT130 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 130 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 1,5 m² y U = 300 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 10 °CA = 1,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 83,32 K
  2. 2. Q̇ = 25,62 kW
  3. 3. U = 2108 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5,966 m²
  5. 5. A = 6,838 m²
  6. 6. Th,out = 102,3 °C

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