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
comprimentoT115 °C70 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 70 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 70 °CTc: 20 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT100 °C65 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 100 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 50 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT115 °C30 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 470 kW. O fluido quente esfria de 115 para 30 °C e o fluido frio aquece de 10 para 75 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,8, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 470 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 30 °CTc: 10 → 75 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT115 °C55 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 210 kW. O fluido quente esfria de 115 para 55 °C e o fluido frio aquece de 10 para 20 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 210 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 115 → 55 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT80 °C??15 °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 80 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 3 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT170 °C80 °C85,29 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 80 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 80 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 59,44 K
  2. 2. ΔTlm = 40,36 K
  3. 3. A = 20,36 m²
  4. 4. A = 3,138 m²
  5. 5. Th,out = 51,11 °C
  6. 6. A = 27,47 m²

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