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
longitudT180 °C155 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 180 a 155 °C mientras el frío se calienta de 20 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 180 → 155 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT135 °C50 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 50 °C mientras el frío se calienta de 30 a 85 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 50 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT140 °C110 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 140 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 110 °C y el frío se calienta de 25 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 140 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 110 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Media
longitudT165 °C30 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente transfiere 20 kW. Su área de intercambio es 3 m². El fluido caliente se enfría de 165 a 30 °C y el frío se calienta de 15 a 130 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 20 kWA = 3 m²Th: 165 → 30 °CTc: 15 → 130 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT100 °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 100 °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 = 100 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT160 °C35 °C113,2 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 160 a 35 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 35 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 141,8 K
  2. 2. ΔTlm = 32,74 K
  3. 3. A = 7,396 m²
  4. 4. U = 282,4 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 80,96 °C
  6. 6. A = 24,8 m²

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