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
comprimentoT135 °C80 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 80 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT140 °C85 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 85 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT115 °C75 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 290 kW. O fluido quente esfria de 115 para 75 °C e o fluido frio aquece de 15 para 65 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 290 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT160 °C110 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 50 kW. O fluido quente esfria de 160 para 110 °C e o fluido frio aquece de 25 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 110 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C55 °C37,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 2 kW/K. A corrente quente entra a 105 °C e a corrente fria a 10 °C. O trocador tem A = 6 m² e U = 200 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,81 K
  2. 2. ΔTlm = 88,5 K
  3. 3. A = 5,747 m²
  4. 4. A = 1,905 m²
  5. 5. A = 3,927 m²
  6. 6. Th,out = 69,38 °C

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