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
comprimentoT85 °C65 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 85 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT130 °C70 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 70 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 70 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT100 °C40 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 80 kW. O fluido quente esfria de 100 para 40 °C e o fluido frio aquece de 20 para 75 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 80 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 40 °CTc: 20 → 75 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C80 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 300 kW. O fluido quente esfria de 110 para 80 °C e o fluido frio aquece de 20 para 90 °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 = 300 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 80 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 8 m² e U = 1000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 140 °CA = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 5 m² e U = 3000 W/(m²·K). Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 20 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 140 °CA = 5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 34,6 K
  2. 2. ΔTlm = 52,46 K
  3. 3. A = 3,57 m²
  4. 4. A = 10,3 m²
  5. 5. Tc,out = 105,1 °C
  6. 6. Tc,out = 120 °C

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