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.

Para professores: pode imprimir, copiar e usar em aula gratuitamente. Cada nova folha tem novos valores e o seu próprio gabarito. Agradecemos um link para o ExamProblems na página da sua disciplina.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
comprimentoT160 °C125 °C?30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 125 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,8 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 160 → 125 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Fácil
comprimentoT120 °C95 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 120 para 95 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 95 °CTc: 10 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT135 °C65 °C35 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 340 kW. O fluido quente esfria de 135 para 65 °C e o fluido frio aquece de 20 para 35 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 340 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 65 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C10 °C80 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 80 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT80 °C35 °C17,54 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 80 para 35 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 35 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT110 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 110 para 65 °C. Água (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 50 mm, e U = 500 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 20 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. Tc,out = 54,07 °C
  2. 2. ΔTlm = 49,03 K
  3. 3. A = 5,609 m²
  4. 4. A = 2,155 m²
  5. 5. A = 1,444 m²
  6. 6. L = 4,537 m

Soluções completas passo a passo: pratique este tópico em examproblems.com.