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
comprimentoT95 °C40 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 40 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 85 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 40 °CTc: 20 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT135 °C65 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 110 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 65 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT160 °C135 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 290 kW. O fluido quente esfria de 160 para 135 °C e o fluido frio aquece de 20 para 65 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 290 kWF = 0,95U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 135 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C40 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 500 kW. O fluido quente esfria de 85 para 40 °C e o fluido frio aquece de 15 para 75 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 500 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 40 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT155 °C50 °C53,89 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT85 °C65 °C38,92 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 14,43 K
  2. 2. ΔTlm = 31,91 K
  3. 3. A = 9,72 m²
  4. 4. A = 101,8 m²
  5. 5. A = 2,956 m²
  6. 6. A = 5,207 m²

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