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
longitudT145 °C90 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 145 a 90 °C mientras el frío se calienta de 15 a 35 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 145 → 90 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT180 °C80 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 180 a 80 °C mientras el frío se calienta de 25 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 80 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT110 °C95 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 70 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 95 °C y el frío se calienta de 30 a 60 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 70 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador, el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circula por los tubos y se calienta de 30 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión de calor es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Ts = 110 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 65 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
longitudT80 °C40 °C17,97 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 80 a 40 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2 m² y U = 3000 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 30 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 91,39 K
  2. 2. ΔTlm = 80,64 K
  3. 3. A = 0,8162 m²
  4. 4. A = 12,03 m²
  5. 5. A = 7,56 m²
  6. 6. Tc,out = 105,5 °C

Soluciones completas paso a paso: practica este tema en examproblems.com.