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
comprimentoT80 °C25 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 80 para 25 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 20 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 80 → 25 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT125 °C40 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 125 para 40 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 125 → 40 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT95 °C45 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 410 kW. O fluido quente esfria de 95 para 45 °C e o fluido frio aquece de 20 para 65 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 410 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 45 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT180 °C120 °C30 °C100 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 440 kW. O fluido quente esfria de 180 para 120 °C e o fluido frio aquece de 30 para 100 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 440 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 180 → 120 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT165 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. A corrente quente entra a 165 °C e a corrente fria a 25 °C. O trocador tem A = 0,5 m² e U = 300 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 25 °CA = 0,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT150 °C95 °C69,34 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 150 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 = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 95 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,63 K
  2. 2. ΔTlm = 17,38 K
  3. 3. A = 35,18 m²
  4. 4. A = 13,64 m²
  5. 5. Th,out = 132,7 °C
  6. 6. A = 13,26 m²

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