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
comprimentoT85 °C60 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 85 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 2,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 25 para 40 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT105 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 25 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 2500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 60 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C105 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 420 kW. O fluido quente esfria de 140 para 105 °C e o fluido frio aquece de 25 para 90 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 105 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 110 para 60 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT170 °C140 °C23,25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 140 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 140 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 41,86 K
  2. 2. Q̇ = 156,8 kW
  3. 3. A = 2,886 m²
  4. 4. A = 8,555 m²
  5. 5. L = 38,61 m
  6. 6. A = 2,545 m²

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