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
longitudT175 °C105 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 175 a 105 °C mientras el frío se calienta de 15 a 40 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 175 → 105 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT95 °C45 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 95 a 45 °C mientras el frío se calienta de 10 a 20 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 95 → 45 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT125 °C45 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 120 kW. Su área de intercambio es 8 m². El fluido caliente se enfría de 125 a 45 °C y el frío se calienta de 25 a 40 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 120 kWA = 8 m²Th: 125 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT120 °C80 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 130 kW. El fluido caliente se enfría de 120 a 80 °C y el frío se calienta de 25 a 75 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 130 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 80 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT90 °C45 °C78,83 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se enfría de 90 a 45 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 0,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 45 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 2000 W/(m²·K), el vapor condensa a 140 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (2 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 = 140 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 111 K
  2. 2. ΔTlm = 52,48 K
  3. 3. U = 473 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8,696 m²
  5. 5. A = 14,84 m²
  6. 6. Tc,out = 52,69 °C

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