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
comprimentoT160 °C85 °C100 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 160 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 100 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 160 → 85 °CTc: 20 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT100 °C65 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 100 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 70 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 15 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT120 °C10 °C80 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 80 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT180 °C75 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 440 kW. Sua área de troca térmica é 10 m². O fluido quente esfria de 180 para 75 °C e o fluido frio aquece de 30 para 145 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 440 kWA = 10 m²Th: 180 → 75 °CTc: 30 → 145 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT110 °C60 °C52,51 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 110 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 25 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 5 m² e U = 1500 W/(m²·K). Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 100 °CA = 5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 62,47 K
  2. 2. ΔTlm = 39,15 K
  3. 3. A = 2,114 m²
  4. 4. U = 1106 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,229 m²
  6. 6. Tc,out = 53,26 °C

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