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
comprimentoT170 °C150 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 170 para 150 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 150 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C100 °C10 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 170 para 100 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 100 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT90 °C65 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 60 kW. O fluido quente esfria de 90 para 65 °C e o fluido frio aquece de 10 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 60 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 90 → 65 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT175 °C65 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 190 kW. O fluido quente esfria de 175 para 65 °C e o fluido frio aquece de 10 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 65 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 3 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 130 °CA = 3 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT105 °C85 °C32,99 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 105 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 121,7 K
  2. 2. ΔTlm = 67,33 K
  3. 3. A = 1,156 m²
  4. 4. A = 2,228 m²
  5. 5. Tc,out = 55,63 °C
  6. 6. A = 0,7921 m²

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