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
longitudT120 °C95 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 120 a 95 °C mientras el frío se calienta de 25 a 45 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 120 → 95 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
longitudT80 °C60 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

En un intercambiador de calor en paralelo (equicorriente) el fluido caliente se enfría de 80 a 60 °C mientras el frío se calienta de 20 a 30 °C. Halla la diferencia de temperatura media logarítmica ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Media
longitudT160 °C85 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 230 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 85 °C y el frío se calienta de 25 a 45 °C. El coeficiente global de transmisión es 300 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 230 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 85 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Media
longitudT160 °C55 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂flujo paralelo

Un intercambiador de flujo paralelo transfiere 100 kW. El fluido caliente se enfría de 160 a 55 °C y el frío se calienta de 30 a 50 °C. El coeficiente global de transmisión es 200 W/(m²·K). Halla el área de intercambio A necesaria.

Q̇ = 100 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 55 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
longitudT155 °C100 °C50,18 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorriente

Aceite caliente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se enfría de 155 a 100 °C en un intercambiador a contracorriente. Calienta 1,5 kg/s de agua (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Con U = 200 W/(m²·K), halla el área de intercambio A necesaria.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 100 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
longitudT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor que condensa

En un condensador con un área de intercambio de 8 m² y U = 1000 W/(m²·K), el vapor condensa a 105 °C constantes en el exterior de los tubos. El agua de refrigeración (1,5 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 = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Soluciones

  1. 1. ΔTlm = 70,11 K
  2. 2. ΔTlm = 43,28 K
  3. 3. A = 9,817 m²
  4. 4. A = 13,03 m²
  5. 5. A = 7,334 m²
  6. 6. Tc,out = 79,87 °C

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