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 1,2 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) de 10 a 35 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 10 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT105 °C25 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 25 °C mientras el frío se calienta de 10 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 25 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT155 °C55 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 330 kW. El fluido caliente se enfría de 155 a 55 °C y el frío se calienta de 25 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 330 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 55 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
4.Media
longitudT120 °C95 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 410 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 95 °C y el frío se calienta de 20 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 410 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 120 → 95 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT155 °C95 °C50,89 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 95 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT180 °C45 °C100,7 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 180 a 45 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 1000 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 73,2 kW
  2. 2. ΔTlm = 37,28 K
  3. 3. A = 36,45 m²
  4. 4. A = 7,052 m²
  5. 5. A = 1,639 m²
  6. 6. A = 10,77 m²

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