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 °C75 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 95 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 75 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT120 °C60 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 120 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 60 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT95 °C65 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 30 kW. O fluido quente esfria de 95 para 65 °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 = 30 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C70 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 110 kW. O fluido quente esfria de 105 para 70 °C e o fluido frio aquece de 10 para 30 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 110 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 70 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT150 °C??30 °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 150 °C e a corrente fria a 30 °C. O trocador tem A = 4 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT145 °C110 °C82,75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 110 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 52,48 K
  2. 2. ΔTlm = 29,07 K
  3. 3. A = 0,5341 m²
  4. 4. A = 1,636 m²
  5. 5. Th,out = 68,3 °C
  6. 6. A = 1,558 m²

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