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 0,5 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 30 a 90 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 30 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT165 °C145 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 165 a 145 °C mientras el frío se calienta de 30 a 80 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 165 → 145 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT130 °C75 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 290 kW. El fluido caliente se enfría de 130 a 75 °C y el frío se calienta de 25 a 50 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 290 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Media
longitudT135 °C85 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 410 kW. El fluido caliente se enfría de 135 a 85 °C y el frío se calienta de 10 a 25 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 410 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 85 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT90 °C50 °C36,7 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 90 a 50 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT145 °C95 °C130,5 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 145 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 63 kW
  2. 2. ΔTlm = 99,25 K
  3. 3. A = 3,029 m²
  4. 4. A = 14,95 m²
  5. 5. A = 1,236 m²
  6. 6. A = 31,18 m²

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