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
comprimentoT120 °C90 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 120 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 90 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT140 °C75 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 75 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C75 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 150 kW. O fluido quente esfria de 105 para 75 °C e o fluido frio aquece de 10 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 150 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT145 °C60 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 320 kW. Sua área de troca térmica é 5 m². O fluido quente esfria de 145 para 60 °C e o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 320 kWA = 5 m²Th: 145 → 60 °CTc: 15 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT180 °C75 °C51,87 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 180 para 75 °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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT135 °C100 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 135 para 100 °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 32 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 74,89 K
  2. 2. ΔTlm = 62,47 K
  3. 3. A = 3,583 m²
  4. 4. U = 884 W/(m²·K)
  5. 5. A = 5,644 m²
  6. 6. L = 13,39 m

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