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
comprimentoT90 °C45 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT180 °C155 °C30 °C145 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 180 para 155 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 145 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 155 °CTc: 30 → 145 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT125 °C105 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 210 kW. O fluido quente esfria de 125 para 105 °C e o fluido frio aquece de 25 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 210 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 105 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C90 °C25 °C60 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 220 kW. O fluido quente esfria de 110 para 90 °C e o fluido frio aquece de 25 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 220 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 90 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C80 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 145 para 80 °C. Água (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 250 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 80 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 40 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT125 °C45 °C32,34 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 29,72 K
  2. 2. ΔTlm = 51,7 K
  3. 3. A = 1,869 m²
  4. 4. A = 5,207 m²
  5. 5. L = 23,97 m
  6. 6. A = 6,471 m²

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