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
comprimentoT110 °C65 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 1 m² e coeficiente global de transferência de calor de 300 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 110 para 65 °C e o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 1 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 65 °CTc: 30 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

Em um trocador de calor, 1,5 kg/s de mistura de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 20 para 60 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 20 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT95 °C35 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 220 kW. O fluido quente esfria de 95 para 35 °C e o fluido frio aquece de 15 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 220 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 35 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT160 °C80 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 80 kW. O fluido quente esfria de 160 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 95 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 80 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 80 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT160 °C110 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 160 para 110 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT140 °C75 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 140 para 75 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 50 mm, e U = 150 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 11,94 kW
  2. 2. Q̇ = 216 kW
  3. 3. A = 14,27 m²
  4. 4. A = 7,95 m²
  5. 5. L = 14,7 m
  6. 6. L = 14,47 m

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