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
comprimentoT140 °C110 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 110 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 110 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT115 °C95 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 95 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 100 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 95 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT180 °C130 °C30 °C105 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 70 kW. O fluido quente esfria de 180 para 130 °C e o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 70 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 180 → 130 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C45 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 270 kW. O fluido quente esfria de 110 para 45 °C e o fluido frio aquece de 10 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 270 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT140 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. A corrente quente entra a 140 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 3 m² e U = 300 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT85 °C55 °C18,25 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 89,91 K
  2. 2. ΔTlm = 35,7 K
  3. 3. A = 0,6689 m²
  4. 4. A = 42,57 m²
  5. 5. Th,out = 93,13 °C
  6. 6. A = 1,564 m²

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