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

Em um trocador de calor, 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) são resfriados de 85 para 25 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 85 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

Em um trocador de calor, 0,5 kg/s de mistura de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 10 para 40 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 10 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT135 °C75 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 260 kW. O fluido quente esfria de 135 para 75 °C e o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 260 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 75 °CTc: 10 → 60 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT150 °C125 °C20 °C95 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 180 kW. O fluido quente esfria de 150 para 125 °C e o fluido frio aquece de 20 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 180 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 125 °CTc: 20 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT160 °C70 °C45,14 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 70 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT105 °C15 °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 = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 376,2 kW
  2. 2. Q̇ = 54 kW
  3. 3. A = 18,6 m²
  4. 4. A = 1,76 m²
  5. 5. A = 9,3 m²
  6. 6. Tc,out = 91,72 °C

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