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

Em um trocador de calor, 2,5 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 10 para 70 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 10 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

Em um trocador de calor, 1,5 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são resfriados de 105 para 30 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 105 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT85 °C65 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 20 kW. O fluido quente esfria de 85 para 65 °C e o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 20 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT115 °C45 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 490 kW. O fluido quente esfria de 115 para 45 °C e o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT105 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 1 m² e U = 2500 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT100 °C70 °C40,07 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 70 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 366 kW
  2. 2. Q̇ = 274,5 kW
  3. 3. A = 2,89 m²
  4. 4. A = 10,36 m²
  5. 5. Tc,out = 55,51 °C
  6. 6. A = 6,045 m²

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