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
comprimentoT145 °C70 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 3 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 145 para 70 °C e o fluido frio aquece de 10 para 20 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 70 °CTc: 10 → 20 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

Em um trocador de calor, 1 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são resfriados de 105 para 70 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 105 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT120 °C75 °C10 °C70 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 410 kW. O fluido quente esfria de 120 para 75 °C e o fluido frio aquece de 10 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 410 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 75 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C45 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 200 kW. O fluido quente esfria de 110 para 45 °C e o fluido frio aquece de 30 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 200 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 30 → 60 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT135 °C55 °C47,01 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 135 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT155 °C??30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 3 kW/K. A corrente quente entra a 155 °C e a corrente fria a 30 °C. O trocador tem A = 6 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 398,5 kW
  2. 2. Q̇ = 85,4 kW
  3. 3. A = 60,35 m²
  4. 4. A = 6,88 m²
  5. 5. A = 8,535 m²
  6. 6. Th,out = 92,5 °C

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