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
longitudT150 °C80 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 150 a 80 °C mientras el frío se calienta de 15 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 150 → 80 °CTc: 15 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT140 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 140 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT105 °C70 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 30 kW. El fluido caliente se enfría de 105 a 70 °C y el frío se calienta de 20 a 95 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 30 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 70 °CTc: 20 → 95 °C
A = m²
4.Media
longitudT120 °C100 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 110 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 100 °C y el frío se calienta de 30 a 95 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 110 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT150 °C65 °C61,18 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 150 a 65 °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 = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT85 °C50 °C42,84 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 85 a 50 °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 = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 72,24 K
  2. 2. Tc,out = 17,34 °C
  3. 3. A = 2,414 m²
  4. 4. A = 7,481 m²
  5. 5. A = 2,255 m²
  6. 6. A = 6,772 m²

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