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 calientan 2,5 kg/s de aceite ligero (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) de 35 a 65 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 35 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT170 °C125 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 170 a 125 °C mientras el frío se calienta de 15 a 110 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 170 → 125 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT155 °C45 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 450 kW. Su área de intercambio es 2 m². El fluido caliente se enfría de 155 a 45 °C y el frío se calienta de 15 a 65 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 450 kWA = 2 m²Th: 155 → 45 °CTc: 15 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT100 °C55 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 120 kW. El fluido caliente se enfría de 100 a 55 °C y el frío se calienta de 15 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 120 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT110 °C85 °C41,75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se enfría de 110 a 85 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 300 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT125 °C95 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 125 a 95 °C. Agua (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 25 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 95 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 157,5 kW
  2. 2. ΔTlm = 82,49 K
  3. 3. U = 4120 W/(m²·K)
  4. 4. A = 2,913 m²
  5. 5. A = 5,465 m²
  6. 6. L = 53,96 m

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