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
comprimentoT125 °C105 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 125 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 125 → 105 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT155 °C120 °C125 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 155 para 120 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 125 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 155 → 120 °CTc: 15 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT120 °C100 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 120 kW. Sua área de troca térmica é 10 m². O fluido quente esfria de 120 para 100 °C e o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 120 kWA = 10 m²Th: 120 → 100 °CTc: 30 → 65 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT150 °C120 °C135 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 70 kW. O fluido quente esfria de 150 para 120 °C e o fluido frio aquece de 25 para 135 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 70 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 120 °CTc: 25 → 135 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT90 °C50 °C29,67 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 90 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 3 m² e U = 3000 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 = 105 °CA = 3 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 69,52 K
  2. 2. ΔTlm = 59,87 K
  3. 3. U = 206,1 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,756 m²
  5. 5. A = 13,18 m²
  6. 6. Tc,out = 95,71 °C

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