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 °C85 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 155 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 115 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 155 → 85 °CTc: 10 → 115 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT90 °C45 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT115 °C90 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 720 kW. O fluido quente esfria de 115 para 90 °C e o fluido frio aquece de 20 para 65 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 720 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 90 °CTc: 20 → 65 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C70 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 390 kW. O fluido quente esfria de 85 para 70 °C e o fluido frio aquece de 30 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 390 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 70 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT125 °C85 °C21 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 125 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT130 °C100 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

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 130 para 100 °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 20 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 55,68 K
  2. 2. ΔTlm = 19,58 K
  3. 3. A = 63,75 m²
  4. 4. A = 6,944 m²
  5. 5. A = 0,6482 m²
  6. 6. L = 11,66 m

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