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
longitudT125 °C75 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 125 a 75 °C mientras el frío se calienta de 20 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 75 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

En un intercambiador de calor se enfrían 1,2 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 105 a 65 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 105 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT145 °C75 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 40 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 75 °C y el frío se calienta de 15 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 40 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 75 °CTc: 15 → 90 °C
A = m²
4.Media
longitudT90 °C50 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 200 kW. El fluido caliente se enfría de 90 a 50 °C y el frío se calienta de 10 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 10 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT140 °C75 °C30,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 75 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT90 °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 90 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 2 m² y U = 500 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 51,26 K
  2. 2. Q̇ = 200,6 kW
  3. 3. A = 2,32 m²
  4. 4. A = 12,53 m²
  5. 5. A = 1,234 m²
  6. 6. Th,out = 36,67 °C

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