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
comprimentoT140 °C100 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 100 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 100 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT165 °C70 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 165 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT155 °C120 °C105 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 410 kW. O fluido quente esfria de 155 para 120 °C e o fluido frio aquece de 20 para 105 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 410 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 120 °CTc: 20 → 105 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT145 °C85 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 220 kW. Sua área de troca térmica é 6 m². O fluido quente esfria de 145 para 85 °C e o fluido frio aquece de 20 para 60 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 220 kWA = 6 m²Th: 145 → 85 °CTc: 20 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT105 °C??25 °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 105 °C e a corrente fria a 25 °C. O trocador tem A = 2 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 25 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT105 °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 105 °C e a corrente fria a 10 °C. O trocador tem A = 1,5 m² e U = 300 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 1,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 69,88 K
  2. 2. Tc,out = 39,2 °C
  3. 3. A = 11,97 m²
  4. 4. U = 590,1 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 73 °C
  6. 6. Th,out = 83,08 °C

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