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

Em um trocador de calor, 2,5 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são resfriados de 90 para 25 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 90 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT95 °C50 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 50 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT145 °C80 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 290 kW. Sua área de troca térmica é 20 m². O fluido quente esfria de 145 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 290 kWA = 20 m²Th: 145 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT175 °C150 °C15 °C130 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 160 kW. Sua área de troca térmica é 5 m². O fluido quente esfria de 175 para 150 °C e o fluido frio aquece de 15 para 130 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 160 kWA = 5 m²Th: 175 → 150 °CTc: 15 → 130 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT140 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 1 m² e U = 1500 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 25 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 140 °CA = 1 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT125 °C60 °C59,16 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 60 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 396,5 kW
  2. 2. ΔTlm = 28,85 K
  3. 3. U = 337,3 W/(m²·K)
  4. 4. U = 475,3 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 59,68 °C
  6. 6. A = 3,564 m²

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