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
comprimentoT140 °C75 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 75 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT100 °C35 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 100 para 35 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT125 °C100 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 170 kW. O fluido quente esfria de 125 para 100 °C e o fluido frio aquece de 25 para 85 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 170 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 100 °CTc: 25 → 85 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C50 °C20 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 380 kW. Sua área de troca térmica é 20 m². O fluido quente esfria de 85 para 50 °C e o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 380 kWA = 20 m²Th: 85 → 50 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT85 °C35 °C26,75 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 35 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 85 → 35 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT150 °C90 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 150 para 90 °C. Água (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 20 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 90 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 34,1 K
  3. 3. A = 12,65 m²
  4. 4. U = 812,2 W/(m²·K)
  5. 5. A = 3,339 m²
  6. 6. L = 40,7 m

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