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

En un intercambiador de calor se calientan 1 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) de 35 a 50 °C. Halla la potencia térmica intercambiada Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 35 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
longitudT160 °C125 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

En un intercambiador a contracorriente el fluido caliente se enfría de 160 a 125 °C mientras el frío se calienta de 20 a 105 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 160 → 125 °CTc: 20 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT145 °C130 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Un intercambiador a contracorriente transfiere 130 kW. El fluido caliente se enfría de 145 a 130 °C y el frío se calienta de 15 a 65 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 130 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 130 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Media
longitudT140 °C115 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 290 kW. El fluido caliente se enfría de 140 a 115 °C y el frío se calienta de 15 a 35 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 290 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 115 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT150 °C60 °C49,76 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 150 a 60 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 3 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Con U = 800 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 60 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT155 °C130 °C38,34 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 130 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Con U = 500 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 130 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Soluciones

  1. 1. Q̇ = 62,7 kW
  2. 2. ΔTlm = 77,32 K
  3. 3. A = 6,74 m²
  4. 4. A = 9,587 m²
  5. 5. A = 6,26 m²
  6. 6. A = 2,03 m²

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