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
comprimentoT165 °C70 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 165 para 70 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 50 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 70 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT85 °C45 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 85 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 45 °CTc: 25 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT160 °C110 °C25 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 80 kW. O fluido quente esfria de 160 para 110 °C e o fluido frio aquece de 25 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 80 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 110 °CTc: 25 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C40 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 440 kW. O fluido quente esfria de 105 para 40 °C e o fluido frio aquece de 10 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 440 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 40 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT150 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1 kW/K. A corrente quente entra a 150 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 5 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT140 °C50 °C42,38 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 140 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 61,67 K
  2. 2. ΔTlm = 22,41 K
  3. 3. A = 5,73 m²
  4. 4. A = 20,06 m²
  5. 5. Th,out = 53,57 °C
  6. 6. A = 1,409 m²

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