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 °C55 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 95 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 55 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT130 °C70 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 70 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 70 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C60 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 400 kW. O fluido quente esfria de 105 para 60 °C e o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 400 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 105 → 60 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C75 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 470 kW. Sua área de troca térmica é 25 m². O fluido quente esfria de 140 para 75 °C e o fluido frio aquece de 15 para 50 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 470 kWA = 25 m²Th: 140 → 75 °CTc: 15 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT165 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 3 kW/K. A corrente quente entra a 165 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 6 m² e U = 300 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT90 °C45 °C46,91 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 90 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 43,28 K
  2. 2. ΔTlm = 64,87 K
  3. 3. A = 6,811 m²
  4. 4. U = 302,6 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 110,6 °C
  6. 6. A = 8,465 m²

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