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
longitudT80 °C55 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 80 a 55 °C mientras el frío se calienta de 20 a 60 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 80 → 55 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT175 °C145 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 175 a 145 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. No hay pérdidas de calor al entorno. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 145 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Media
longitudT110 °C55 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 30 kW. El fluido caliente se enfría de 110 a 55 °C y el frío se calienta de 15 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 30 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Media
longitudT110 °C70 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 340 kW. Su área de intercambio es 2 m². El fluido caliente se enfría de 110 a 70 °C y el frío se calienta de 25 a 45 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 340 kWA = 2 m²Th: 110 → 70 °CTc: 25 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT100 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente ambas corrientes tienen la misma capacidad calorífica, ṁ·cp = 1 kW/K. La corriente caliente entra a 100 °C y la fría a 15 °C. El intercambiador tiene A = 1,5 m² y U = 200 W/(m²·K). Halla la temperatura de salida del fluido caliente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
longitudT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 2 m² y U = 1500 W/(m²·K), el vapor condensa a 110 °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 20 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 26,8 K
  2. 2. Tc,out = 31,51 °C
  3. 3. A = 0,8834 m²
  4. 4. U = 3467 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 80,38 °C
  6. 6. Tc,out = 66,09 °C

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