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

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
longitudT105 °C70 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 105 a 70 °C mientras el frío se calienta de 30 a 50 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 105 → 70 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT85 °C55 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 85 a 55 °C mientras el frío se calienta de 15 a 55 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 85 → 55 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT125 °C70 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 390 kW. Su área de intercambio es 12 m². El fluido caliente se enfría de 125 a 70 °C y el frío se calienta de 15 a 40 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 390 kWA = 12 m²Th: 125 → 70 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Media
longitudT110 °C50 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de calor en equicorriente transfiere 130 kW. Su área de intercambio es 3 m². El fluido caliente se enfría de 110 a 50 °C y el frío se calienta de 15 a 45 °C. Halla el coeficiente global de transmisión de calor U.

Q̇ = 130 kWA = 3 m²Th: 110 → 50 °CTc: 15 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
longitudT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 1,5 m² y U = 3000 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 15 °C. Halla la temperatura de salida del agua Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
longitudT115 °C85 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 115 a 85 °C. Agua (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 25 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 50 mm, y U = 200 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 47,1 K
  2. 2. ΔTlm = 34,76 K
  3. 3. U = 527,8 W/(m²·K)
  4. 4. U = 1418 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 74,33 °C
  6. 6. L = 17,93 m

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