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
longitudT135 °C45 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 135 a 45 °C mientras el frío se calienta de 20 a 95 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 135 → 45 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT115 °C45 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador de calor a contracorriente tiene un área de intercambio de 0,5 m² y un coeficiente global de transmisión de calor de 1500 W/(m²·K). El fluido caliente se enfría de 115 a 45 °C y el frío se calienta de 20 a 75 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

A = 0,5 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 20 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Media
longitudT85 °C65 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 200 kW. El fluido caliente se enfría de 85 a 65 °C y el frío se calienta de 10 a 20 °C. El coeficiente global de transmisión es 800 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 200 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Media
longitudT170 °C85 °C140 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 160 kW. El fluido caliente se enfría de 170 a 85 °C y el frío se calienta de 15 a 140 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 170 → 85 °CTc: 15 → 140 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT125 °C80 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 125 a 80 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 10 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 32 mm, y U = 250 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 80 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
longitudT155 °C75 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador de doble tubo a contracorriente, aceite caliente (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circula por el tubo interior y se enfría de 155 a 75 °C. Agua (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra en el espacio anular a 20 °C. El tubo interior tiene un diámetro de 20 mm, y U = 150 W/(m²·K) está referido a este diámetro. Halla la longitud de tubo L necesaria.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 75 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 31,91 K
  2. 2. Q̇ = 23,94 kW
  3. 3. A = 4,176 m²
  4. 4. A = 11,3 m²
  5. 5. L = 51,68 m
  6. 6. L = 229,7 m

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