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
comprimentoT175 °C60 °C160 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 175 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 160 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 60 °CTc: 10 → 160 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C155 °C145 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 170 para 155 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 145 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 155 °CTc: 25 → 145 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT125 °C95 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 70 kW. Sua área de troca térmica é 2,5 m². O fluido quente esfria de 125 para 95 °C e o fluido frio aquece de 15 para 85 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 70 kWA = 2,5 m²Th: 125 → 95 °CTc: 15 → 85 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT135 °C55 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 450 kW. O fluido quente esfria de 135 para 55 °C e o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 450 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 55 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT175 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. A corrente quente entra a 175 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 5 m² e U = 200 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT95 °C65 °C31,51 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 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 15 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 29,07 K
  2. 2. ΔTlm = 63,69 K
  3. 3. U = 485,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 10,3 m²
  5. 5. Th,out = 113 °C
  6. 6. A = 2,036 m²

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