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
longitudT150 °C65 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 150 a 65 °C mientras el frío se calienta de 15 a 90 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 150 → 65 °CTc: 15 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT115 °C80 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 115 a 80 °C mientras el frío se calienta de 20 a 35 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 115 → 80 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT145 °C110 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 180 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 110 °C y el frío se calienta de 15 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 1000 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 180 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 110 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Media
longitudT145 °C100 °C20 °C50 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 250 kW. Su área de intercambio es 25 m². El fluido caliente se enfría de 145 a 100 °C y el frío se calienta de 20 a 50 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 250 kWA = 25 m²Th: 145 → 100 °CTc: 20 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT130 °C85 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de doble tubo en equicorriente, aceite caliente (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 130 a 85 °C. Agua (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 40 mm, y U = 200 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT105 °C65 °C45,07 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 105 a 65 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 2 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 54,85 K
  2. 2. ΔTlm = 69,52 K
  3. 3. A = 2,062 m²
  4. 4. U = 122,2 W/(m²·K)
  5. 5. L = 9,572 m
  6. 6. A = 13,59 m²

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