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
comprimentoT120 °C90 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 90 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
comprimentoT165 °C40 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 40 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 40 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C25 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 370 kW. O fluido quente esfria de 105 para 25 °C e o fluido frio aquece de 10 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 105 → 25 °CTc: 10 → 95 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C45 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 50 kW. O fluido quente esfria de 85 para 45 °C e o fluido frio aquece de 30 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 50 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C75 °C40,7 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 110 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °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: 110 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT140 °C75 °C30,89 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 140 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 23,25 °C
  2. 2. ΔTlm = 46,54 K
  3. 3. A = 60,01 m²
  4. 4. A = 2,398 m²
  5. 5. A = 2,22 m²
  6. 6. A = 5,76 m²

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