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 °C55 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 55 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C125 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 170 para 125 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 110 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 125 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C65 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 590 kW. O fluido quente esfria de 105 para 65 °C e o fluido frio aquece de 15 para 75 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 590 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 65 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT150 °C135 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 430 kW. O fluido quente esfria de 150 para 135 °C e o fluido frio aquece de 30 para 75 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 430 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT175 °C80 °C129,5 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 80 °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 = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2,5 m² e U = 2500 W/(m²·K). Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 20 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 63,72 K
  2. 2. ΔTlm = 78,3 K
  3. 3. A = 17,73 m²
  4. 4. A = 25,38 m²
  5. 5. A = 14,54 m²
  6. 6. Tc,out = 59,25 °C

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