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
comprimentoT110 °C80 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 110 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 25 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 110 → 80 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT165 °C80 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 165 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 50 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 80 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT140 °C105 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 400 kW. O fluido quente esfria de 140 para 105 °C e o fluido frio aquece de 25 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 400 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 105 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C80 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 240 kW. Sua área de troca térmica é 10 m². O fluido quente esfria de 130 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 85 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 240 kWA = 10 m²Th: 130 → 80 °CTc: 30 → 85 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT120 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 4 m² e U = 3000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 20 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 120 °CA = 4 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT90 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 90 para 60 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 77,26 K
  2. 2. ΔTlm = 76,12 K
  3. 3. A = 9,423 m²
  4. 4. U = 505,7 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 114,3 °C
  6. 6. L = 16,62 m

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