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 °C65 °C15 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 90 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 65 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 1,2 kg/s de mistura de glicol (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) são resfriados de 60 para 35 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 60 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT80 °C35 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 250 kW. O fluido quente esfria de 80 para 35 °C e o fluido frio aquece de 20 para 70 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 250 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C20 °C105 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 20 para 105 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 130 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 105 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT135 °C65 °C30,93 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 135 para 65 °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 = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT120 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2 m² e U = 2500 W/(m²·K). Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 49,11 K
  2. 2. Q̇ = 108 kW
  3. 3. A = 67,58 m²
  4. 4. A = 7,078 m²
  5. 5. A = 3,791 m²
  6. 6. Tc,out = 59,52 °C

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