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
comprimentoT130 °C105 °C25 °C95 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 130 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 105 °CTc: 25 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT130 °C60 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 1 m² e coeficiente global de transferência de calor de 300 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 130 para 60 °C e o fluido frio aquece de 10 para 115 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 1 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 60 °CTc: 10 → 115 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT90 °C50 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 220 kW. Sua área de troca térmica é 12 m². O fluido quente esfria de 90 para 50 °C e o fluido frio aquece de 30 para 40 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 220 kWA = 12 m²Th: 90 → 50 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT150 °C110 °C30 °C65 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 390 kW. O fluido quente esfria de 150 para 110 °C e o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 390 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2,5 m² e U = 1000 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 120 °CA = 2,5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT120 °C45 °C32,56 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 45 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 45 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 40,4 K
  2. 2. Q̇ = 8,721 kW
  3. 3. U = 657 W/(m²·K)
  4. 4. A = 25,5 m²
  5. 5. Tc,out = 92,79 °C
  6. 6. A = 1,053 m²

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