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
comprimentoT145 °C110 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 145 para 110 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 125 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 145 → 110 °CTc: 25 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT90 °C70 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 15 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1000 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 90 para 70 °C e o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 15 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 70 °CTc: 15 → 25 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT100 °C50 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 190 kW. O fluido quente esfria de 100 para 50 °C e o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 100 → 50 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT175 °C40 °C140 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 330 kW. O fluido quente esfria de 175 para 40 °C e o fluido frio aquece de 20 para 140 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 330 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 40 °CTc: 20 → 140 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT105 °C70 °C31,98 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 105 para 70 °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 = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT115 °C75 °C64,02 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 115 para 75 °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 = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,92 K
  2. 2. Q̇ = 897,9 kW
  3. 3. A = 15,43 m²
  4. 4. A = 12,96 m²
  5. 5. A = 1,008 m²
  6. 6. A = 1,158 m²

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