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
comprimentoT155 °C30 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 155 para 30 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 155 → 30 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT160 °C120 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 160 para 120 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 160 → 120 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT130 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 15 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 50 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C10 °C40 °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 40 °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 → 40 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT160 °C110 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 160 para 110 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 500 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 110 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT105 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 4 m² e U = 1500 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 4 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 32,46 K
  2. 2. ΔTlm = 71,07 K
  3. 3. A = 0,2528 m²
  4. 4. A = 0,7311 m²
  5. 5. L = 5,221 m
  6. 6. Tc,out = 99,62 °C

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