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
comprimentoT90 °C50 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 50 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT155 °C80 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 155 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 155 → 80 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT95 °C70 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 220 kW. O fluido quente esfria de 95 para 70 °C e o fluido frio aquece de 15 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 220 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C50 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 180 kW. Sua área de troca térmica é 25 m². O fluido quente esfria de 105 para 50 °C e o fluido frio aquece de 25 para 35 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 180 kWA = 25 m²Th: 105 → 50 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT170 °C135 °C44,26 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 135 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 135 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT95 °C75 °C30,98 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 95 para 75 °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 = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 88,56 K
  3. 3. A = 28,91 m²
  4. 4. U = 185,4 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0,684 m²
  6. 6. A = 1,653 m²

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