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
comprimentoT180 °C125 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 180 para 125 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 125 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT120 °C60 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 60 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT160 °C120 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 210 kW. O fluido quente esfria de 160 para 120 °C e o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 210 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 120 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT90 °C70 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 200 kW. Sua área de troca térmica é 25 m². O fluido quente esfria de 90 para 70 °C e o fluido frio aquece de 30 para 80 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 200 kWA = 25 m²Th: 90 → 70 °CTc: 30 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT90 °C70 °C48,92 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 90 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 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 = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT120 °C75 °C41,3 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 98,22 K
  2. 2. Tc,out = 80,29 °C
  3. 3. A = 4,817 m²
  4. 4. U = 369,7 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0,775 m²
  6. 6. A = 0,5225 m²

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