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
longitudT160 °C125 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 125 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 125 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
longitudT85 °C65 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 85 a 65 °C mientras el frío se calienta de 25 a 75 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 85 → 65 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT140 °C45 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 240 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 45 °C y el frío se calienta de 15 a 30 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 240 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 45 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
4.Media
longitudT95 °C45 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 30 kW. El fluido caliente se enfría de 95 a 45 °C y el frío se calienta de 25 a 80 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 30 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 45 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT125 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 2 kW/K. La corriente caliente entra a 125 °C y la fría a 10 °C. El intercambiador tiene A = 2 m² y U = 800 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
longitudT100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 5 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 100 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 15 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 100 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. Tc,out = 31,98 °C
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. A = 5,783 m²
  4. 4. A = 3,452 m²
  5. 5. Th,out = 73,89 °C
  6. 6. Tc,out = 82,75 °C

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