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 °C110 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 150 a 110 °C mientras el frío se calienta de 20 a 125 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 150 → 110 °CTc: 20 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT150 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 150 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT105 °C60 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de carcasa y tubos (un paso por carcasa, dos pasos por tubos) debe transferir 110 kW. El fluido caliente se enfría de 105 a 60 °C y el frío se calienta de 30 a 50 °C. El factor de corrección de la DTML para esta disposición es F = 0,8, y U = 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 110 kWF = 0,8U = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.Media
longitudT175 °C35 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 70 kW. El fluido caliente se enfría de 175 a 35 °C y el frío se calienta de 10 a 50 °C. El coeficiente global de transmisión es 500 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 70 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 175 → 35 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 5 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2,5 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en los tubos a 25 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2,5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 50,74 K
  2. 2. Tc,out = 63,83 °C
  3. 3. A = 11,11 m²
  4. 4. A = 2,253 m²
  5. 5. Tc,out = 101,8 °C
  6. 6. Tc,out = 61,01 °C

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