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
comprimentoT110 °C35 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 110 para 35 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 110 → 35 °CTc: 15 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT130 °C105 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 105 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT140 °C95 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 410 kW. O fluido quente esfria de 140 para 95 °C e o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 95 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT135 °C50 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 390 kW. O fluido quente esfria de 135 para 50 °C e o fluido frio aquece de 25 para 105 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 390 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 50 °CTc: 25 → 105 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT175 °C55 °C86,03 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT155 °C115 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 155 para 115 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 150 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 115 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. ΔTlm = 54,43 K
  3. 3. A = 5,033 m²
  4. 4. A = 9,481 m²
  5. 5. A = 14,31 m²
  6. 6. L = 8,581 m

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