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.
Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas
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.
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.
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.
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.
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.
Gabarito
- 1. Tc,out = 54,07 °C
- 2. ΔTlm = 49,03 K
- 3. A = 5,609 m²
- 4. A = 2,155 m²
- 5. A = 1,444 m²
- 6. L = 4,537 m
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