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 °C115 °C30 °C105 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 165 para 115 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 115 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT165 °C100 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 165 para 100 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 100 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT120 °C10 °C95 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 95 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C30 °C70 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 30 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 2000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 70 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT175 °C130 °C42,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 130 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 130 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT90 °C50 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 90 para 50 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 250 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 48,03 K
  2. 2. ΔTlm = 87,21 K
  3. 3. A = 9,29 m²
  4. 4. A = 0,4723 m²
  5. 5. A = 6,355 m²
  6. 6. L = 20,03 m

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