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.

Nova lista de exercíciosPratique on-line com dicas

Para professores: pode imprimir, copiar e usar em aula gratuitamente. Cada nova folha tem novos valores e o seu próprio gabarito. Agradecemos um link para o ExamProblems na página da sua disciplina.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
comprimentoT95 °C60 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C120 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 120 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT85 °C35 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 60 kW. O fluido quente esfria de 85 para 35 °C e o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 60 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 35 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C90 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 420 kW. O fluido quente esfria de 140 para 90 °C e o fluido frio aquece de 30 para 75 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 420 kWF = 0,92U = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 90 °CTc: 30 → 75 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT95 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 2 kW/K. A corrente quente entra a 95 °C e a corrente fria a 10 °C. O trocador tem A = 2 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT105 °C85 °C25,05 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 105 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 56,58 K
  2. 2. Tc,out = 31,75 °C
  3. 3. A = 1,297 m²
  4. 4. A = 14,62 m²
  5. 5. Th,out = 57,22 °C
  6. 6. A = 0,935 m²

Soluções completas passo a passo: pratique este tópico em examproblems.com.