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 °C65 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 115 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT90 °C60 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 60 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT95 °C80 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 400 kW. O fluido quente esfria de 95 para 80 °C e o fluido frio aquece de 10 para 25 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 400 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT80 °C45 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 770 kW. O fluido quente esfria de 80 para 45 °C e o fluido frio aquece de 25 para 35 °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 = 770 kWF = 0,85U = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C80 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 110 para 80 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 80 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT105 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °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 (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 44,92 K
  2. 2. ΔTlm = 23,6 K
  3. 3. A = 29,02 m²
  4. 4. A = 58,77 m²
  5. 5. L = 32,58 m
  6. 6. Tc,out = 90,99 °C

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