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 °C80 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 100 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 80 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT145 °C110 °C10 °C60 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 145 para 110 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 145 → 110 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT160 °C85 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 420 kW. O fluido quente esfria de 160 para 85 °C e o fluido frio aquece de 15 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 85 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT100 °C70 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 80 kW. Sua área de troca térmica é 25 m². O fluido quente esfria de 100 para 70 °C e o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 80 kWA = 25 m²Th: 100 → 70 °CTc: 20 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT175 °C120 °C50,26 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 175 para 120 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 120 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT125 °C90 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 125 para 90 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 25 mm, e U = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 90 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 29,07 K
  2. 2. ΔTlm = 85,58 K
  3. 3. A = 5,608 m²
  4. 4. U = 62,77 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,826 m²
  6. 6. L = 36,75 m

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