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

Em um trocador de calor, 0,5 kg/s de óleo leve (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) são resfriados de 105 para 25 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 105 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT100 °C75 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 100 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 75 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT110 °C85 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 140 kW. O fluido quente esfria de 110 para 85 °C e o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 140 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C75 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 360 kW. Sua área de troca térmica é 3 m². O fluido quente esfria de 110 para 75 °C e o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 360 kWA = 3 m²Th: 110 → 75 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT85 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. A corrente quente entra a 85 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 1,5 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT155 °C115 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 155 para 115 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °C. O tubo interno tem diâmetro de 20 mm, e U = 500 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 115 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 84 kW
  2. 2. ΔTlm = 49,83 K
  3. 3. A = 3,676 m²
  4. 4. U = 2197 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 61,67 °C
  6. 6. L = 22,52 m

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