Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas

Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) grátis para imprimir: 6 exercícios do nível fácil ao nível de prova, com gabarito. Imprima ou salve como PDF.

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Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
comprimentoT90 °C35 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 90 para 35 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 35 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT90 °C75 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 2,5 m² e coeficiente global de transferência de calor de 200 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 90 para 75 °C e o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 2,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT130 °C95 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 300 kW. O fluido quente esfria de 130 para 95 °C e o fluido frio aquece de 20 para 120 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 120 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT125 °C60 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 180 kW. O fluido quente esfria de 125 para 60 °C e o fluido frio aquece de 30 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 180 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 125 → 60 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. A corrente quente entra a 110 °C e a corrente fria a 10 °C. O trocador tem A = 5 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT125 °C40 °C103,5 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 40 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 40 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,63 K
  2. 2. Q̇ = 14,54 kW
  3. 3. A = 11,62 m²
  4. 4. A = 4,674 m²
  5. 5. Th,out = 47,5 °C
  6. 6. A = 25,56 m²

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