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.
Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas
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.
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.
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.
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.
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.
Gabarito
- 1. Q̇ = 11,94 kW
- 2. Q̇ = 216 kW
- 3. A = 14,27 m²
- 4. A = 7,95 m²
- 5. L = 14,7 m
- 6. L = 14,47 m
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