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
comprimentoT115 °C65 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 65 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT180 °C100 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 100 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 100 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT100 °C55 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 450 kW. O fluido quente esfria de 100 para 55 °C e o fluido frio aquece de 30 para 45 °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: 100 → 55 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT160 °C115 °C10 °C95 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 40 kW. Sua área de troca térmica é 2,5 m². O fluido quente esfria de 160 para 115 °C e o fluido frio aquece de 10 para 95 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 40 kWA = 2,5 m²Th: 160 → 115 °CTc: 10 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT145 °C??10 °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 10 °C. O trocador tem A = 0,5 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 10 °CA = 0,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT180 °C55 °C84,76 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 180 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 180 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 66,72 K
  2. 2. ΔTlm = 110,2 K
  3. 3. A = 14,59 m²
  4. 4. U = 248 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 85 °C
  6. 6. A = 7,772 m²

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