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
comprimentoT155 °C50 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 155 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 85 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 155 → 50 °CTc: 15 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 3 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 30 para 45 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 30 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT170 °C55 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 170 kW. Sua área de troca térmica é 5 m². O fluido quente esfria de 170 para 55 °C e o fluido frio aquece de 20 para 60 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 170 kWA = 5 m²Th: 170 → 55 °CTc: 20 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT80 °C45 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 150 kW. O fluido quente esfria de 80 para 45 °C e o fluido frio aquece de 20 para 70 °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: 80 → 45 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT100 °C70 °C27,54 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT135 °C100 °C33,79 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 135 para 100 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 50,49 K
  2. 2. Q̇ = 109,8 kW
  3. 3. U = 519,1 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9,163 m²
  5. 5. A = 1,041 m²
  6. 6. A = 1,261 m²

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