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
comprimentoT100 °C65 °C?30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,8 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 65 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
comprimentoT135 °C55 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 55 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT170 °C150 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 390 kW. O fluido quente esfria de 170 para 150 °C e o fluido frio aquece de 30 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 390 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 150 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C80 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 200 kW. O fluido quente esfria de 130 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 200 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 80 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C??15 °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 110 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 1 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 15 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT100 °C45 °C57,89 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 62,97 °C
  2. 2. ΔTlm = 49,33 K
  3. 3. A = 7,724 m²
  4. 4. A = 2,431 m²
  5. 5. Th,out = 82,86 °C
  6. 6. A = 23,15 m²

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