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
comprimentoT165 °C90 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 90 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C95 °C160 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 170 para 95 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 160 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 95 °CTc: 30 → 160 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT175 °C105 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 110 kW. Sua área de troca térmica é 1 m². O fluido quente esfria de 175 para 105 °C e o fluido frio aquece de 10 para 30 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 110 kWA = 1 m²Th: 175 → 105 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT90 °C65 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 310 kW. O fluido quente esfria de 90 para 65 °C e o fluido frio aquece de 25 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 310 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 90 → 65 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT100 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 100 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT110 °C75 °C66,87 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 110 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 97,88 K
  2. 2. ΔTlm = 29,38 K
  3. 3. U = 930,3 W/(m²·K)
  4. 4. A = 5,945 m²
  5. 5. Tc,out = 47,32 °C
  6. 6. A = 1,882 m²

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