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
comprimentoT115 °C85 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 85 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT110 °C45 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 8 m² e coeficiente global de transferência de calor de 800 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 110 para 45 °C e o fluido frio aquece de 15 para 30 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 15 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT115 °C70 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 160 kW. O fluido quente esfria de 115 para 70 °C e o fluido frio aquece de 10 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 160 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C45 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 450 kW. O fluido quente esfria de 110 para 45 °C e o fluido frio aquece de 10 para 55 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 450 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT100 °C55 °C58,01 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT130 °C95 °C61,87 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 130 para 95 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 69,88 K
  2. 2. Q̇ = 326,3 kW
  3. 3. A = 2,3 m²
  4. 4. A = 11,05 m²
  5. 5. A = 5,805 m²
  6. 6. A = 8,157 m²

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