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
longitudT175 °C125 °C135 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 12 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 200 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 175 a 125 °C y el frío se calienta de 30 a 135 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 12 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 125 °CTc: 30 → 135 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT125 °C85 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 125 a 85 °C mientras el frío se calienta de 20 a 70 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 125 → 85 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT115 °C35 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 480 kW. El fluido caliente se enfría de 115 a 35 °C y el frío se calienta de 10 a 40 °C. El coeficiente global de transmisión es 1500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 480 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 35 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C95 °C30 °C90 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 70 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 95 °C y el frío se calienta de 30 a 90 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 70 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT180 °C135 °C21,3 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 180 a 135 °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 = 1500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 135 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT120 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1 kW/K. La corriente caliente entra a 120 °C y la fría a 15 °C. El intercambiador tiene A = 3 m² y U = 300 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 152,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 46,25 K
  3. 3. A = 7,031 m²
  4. 4. A = 8,626 m²
  5. 5. A = 0,6694 m²
  6. 6. Th,out = 70,26 °C

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