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
comprimentoT100 °C85 °C25 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 100 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 85 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT95 °C75 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 75 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT90 °C75 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 530 kW. O fluido quente esfria de 90 para 75 °C e o fluido frio aquece de 30 para 75 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 530 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT155 °C120 °C30 °C95 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 110 kW. O fluido quente esfria de 155 para 120 °C e o fluido frio aquece de 30 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 110 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 120 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT100 °C45 °C35,18 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 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 = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT135 °C60 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 135 para 60 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 20 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 60 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 25,85 K
  2. 2. ΔTlm = 42,45 K
  3. 3. A = 26,37 m²
  4. 4. A = 1,18 m²
  5. 5. A = 9,329 m²
  6. 6. L = 74,19 m

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