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
comprimentoT80 °C35 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 80 para 35 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 80 → 35 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT115 °C50 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 3 m² e coeficiente global de transferência de calor de 200 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 115 para 50 °C e o fluido frio aquece de 10 para 45 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 3 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 50 °CTc: 10 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT120 °C20 °C100 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 20 para 100 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 2500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 120 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 100 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT160 °C90 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 310 kW. O fluido quente esfria de 160 para 90 °C e o fluido frio aquece de 10 para 25 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 310 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 90 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C55 °C58,01 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT170 °C135 °C33,79 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 135 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 135 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 26,8 K
  2. 2. Q̇ = 32,16 kW
  3. 3. A = 13,45 m²
  4. 4. A = 9,831 m²
  5. 5. A = 3,867 m²
  6. 6. A = 1,798 m²

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