Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 8 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1000 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 175 para 100 °C e o fluido frio aquece de 30 para 120 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.
Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas
Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 8 m² e coeficiente global de transferência de calor de 200 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 130 para 95 °C e o fluido frio aquece de 25 para 75 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.
Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 470 kW. O fluido quente esfria de 120 para 85 °C e o fluido frio aquece de 10 para 75 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 600 kW. O fluido quente esfria de 180 para 70 °C e o fluido frio aquece de 15 para 50 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 110 para 40 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.
Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 100 para 70 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.
Gabarito
- 1. Q̇ = 497,6 kW
- 2. Q̇ = 99,52 kW
- 3. A = 7,513 m²
- 4. A = 24,93 m²
- 5. A = 2,004 m²
- 6. L = 9,24 m
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