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
comprimentoT160 °C130 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 160 para 130 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 160 → 130 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT125 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 80 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT95 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 70 kW. O fluido quente esfria de 95 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 70 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C85 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 280 kW. O fluido quente esfria de 105 para 85 °C e o fluido frio aquece de 10 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 280 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 105 → 85 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT180 °C135 °C36,19 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 180 para 135 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT125 °C60 °C87,75 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 60 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 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 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 102,5 K
  2. 2. Tc,out = 37,94 °C
  3. 3. A = 3,882 m²
  4. 4. A = 13,36 m²
  5. 5. A = 1,398 m²
  6. 6. A = 3,752 m²

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