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 °C130 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 180 para 130 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,8 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 130 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
comprimentoT170 °C130 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 170 para 130 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 130 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT135 °C75 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 210 kW. O fluido quente esfria de 135 para 75 °C e o fluido frio aquece de 20 para 110 °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: 135 → 75 °CTc: 20 → 110 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT165 °C110 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 430 kW. O fluido quente esfria de 165 para 110 °C e o fluido frio aquece de 25 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 165 → 110 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. A corrente quente entra a 145 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 1,5 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT110 °C75 °C45,93 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 110 para 75 °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 = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 66,58 °C
  2. 2. ΔTlm = 91,02 K
  3. 3. A = 11,04 m²
  4. 4. A = 5,543 m²
  5. 5. Th,out = 67 °C
  6. 6. A = 0,9638 m²

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