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
comprimentoT140 °C100 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 100 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 110 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 100 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT175 °C90 °C160 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 175 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 160 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 90 °CTc: 10 → 160 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT100 °C40 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 370 kW. O fluido quente esfria de 100 para 40 °C e o fluido frio aquece de 10 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 370 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 40 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C20 °C100 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 20 para 100 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 140 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 100 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT95 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 95 para 60 °C. Água (0,8 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 = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 5 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 100 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 52,81 K
  2. 2. ΔTlm = 38,83 K
  3. 3. A = 5,449 m²
  4. 4. A = 13,78 m²
  5. 5. L = 19,9 m
  6. 6. Tc,out = 72,79 °C

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