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 enfrían 0,3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 75 a 55 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 75 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT135 °C60 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 60 °C mientras el frío se calienta de 15 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT180 °C45 °C140 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 260 kW. El fluido caliente se enfría de 180 a 45 °C y el frío se calienta de 20 a 140 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 260 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 45 °CTc: 20 → 140 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C45 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 250 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 45 °C y el frío se calienta de 25 a 95 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 250 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT130 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. La corriente caliente entra a 130 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 4 m² y U = 200 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
longitudT170 °C130 °C43,92 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 170 a 130 °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 = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 130 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 25,08 kW
  2. 2. ΔTlm = 66,92 K
  3. 3. A = 40,73 m²
  4. 4. A = 47,95 m²
  5. 5. Th,out = 88,26 °C
  6. 6. A = 6,364 m²

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