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 °C60 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 85 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT115 °C45 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 45 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT120 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 30 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 120 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Média
comprimentoT100 °C60 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 190 kW. O fluido quente esfria de 100 para 60 °C e o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 100 → 60 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 5 m² e U = 1500 W/(m²·K). Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT105 °C50 °C38,82 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 105 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 32,46 K
  2. 2. ΔTlm = 38,05 K
  3. 3. A = 2,237 m²
  4. 4. A = 3,071 m²
  5. 5. Tc,out = 82,32 °C
  6. 6. A = 6,826 m²

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