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
comprimentoT165 °C45 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 45 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C125 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 170 para 125 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 125 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT105 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 105 °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 10 para 75 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 105 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 75 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT100 °C55 °C85 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 240 kW. O fluido quente esfria de 100 para 55 °C e o fluido frio aquece de 10 para 85 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 240 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 55 °CTc: 10 → 85 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT165 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 3 kW/K. A corrente quente entra a 165 °C e a corrente fria a 10 °C. O trocador tem A = 6 m² e U = 300 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT140 °C90 °C24,97 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 140 para 90 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 90 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 39,91 K
  2. 2. ΔTlm = 101 K
  3. 3. A = 0,803 m²
  4. 4. A = 10,99 m²
  5. 5. Th,out = 106,9 °C
  6. 6. A = 0,8904 m²

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