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
comprimentoT170 °C135 °C135 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 170 para 135 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 135 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 135 °CTc: 25 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT175 °C60 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 175 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 60 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT90 °C75 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 370 kW. Sua área de troca térmica é 4 m². O fluido quente esfria de 90 para 75 °C e o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 370 kWA = 4 m²Th: 90 → 75 °CTc: 20 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT130 °C20 °C65 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 20 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 65 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 1,5 m² e U = 3000 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 120 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT95 °C65 °C83,83 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 95 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 65,49 K
  2. 2. ΔTlm = 71,25 K
  3. 3. U = 1763 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4,398 m²
  5. 5. Tc,out = 109,5 °C
  6. 6. A = 5,391 m²

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