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
comprimentoT180 °C130 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 15 m² e coeficiente global de transferência de calor de 500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 180 para 130 °C e o fluido frio aquece de 15 para 95 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 15 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 130 °CTc: 15 → 95 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT95 °C45 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 45 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C30 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 470 kW. Sua área de troca térmica é 6 m². O fluido quente esfria de 105 para 30 °C e o fluido frio aquece de 15 para 85 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 470 kWA = 6 m²Th: 105 → 30 °CTc: 15 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT95 °C80 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 190 kW. O fluido quente esfria de 95 para 80 °C e o fluido frio aquece de 25 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C85 °C23,46 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 130 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT115 °C75 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 115 para 75 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 25 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 744,3 kW
  2. 2. ΔTlm = 19,58 K
  3. 3. U = 4507 W/(m²·K)
  4. 4. A = 3,544 m²
  5. 5. A = 1,878 m²
  6. 6. L = 47,39 m

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