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
comprimentoT80 °C65 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 80 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 80 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT110 °C80 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 110 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 110 → 80 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT85 °C55 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 440 kW. O fluido quente esfria de 85 para 55 °C e o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 440 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 55 °CTc: 20 → 45 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C60 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 310 kW. O fluido quente esfria de 140 para 60 °C e o fluido frio aquece de 30 para 75 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 310 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 140 → 60 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT85 °C??20 °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 85 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 4 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 1 m² e U = 3000 W/(m²·K). Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 120 °CA = 1 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,85 K
  2. 2. ΔTlm = 59,86 K
  3. 3. A = 7,834 m²
  4. 4. A = 40,28 m²
  5. 5. Th,out = 59 °C
  6. 6. Tc,out = 46,66 °C

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