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
comprimentoT135 °C65 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 65 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 0,2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) são resfriados de 120 para 90 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 0,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 120 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT160 °C85 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 350 kW. O fluido quente esfria de 160 para 85 °C e o fluido frio aquece de 10 para 30 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 350 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 85 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C90 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 430 kW. O fluido quente esfria de 130 para 90 °C e o fluido frio aquece de 25 para 70 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 430 kWF = 0,88U = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 90 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C100 °C26,3 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 130 para 100 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT175 °C110 °C91,53 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 110 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °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: 175 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 54,85 K
  2. 2. Q̇ = 25,08 kW
  3. 3. A = 3,5 m²
  4. 4. A = 15,64 m²
  5. 5. A = 3,35 m²
  6. 6. A = 5,748 m²

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