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
comprimentoT140 °C90 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 140 para 90 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 140 → 90 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT110 °C60 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 110 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 110 → 60 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT90 °C40 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 620 kW. O fluido quente esfria de 90 para 40 °C e o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,88, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 620 kWF = 0,88U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 40 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C50 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 340 kW. O fluido quente esfria de 105 para 50 °C e o fluido frio aquece de 15 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 340 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 105 → 50 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 4 kW/K. A corrente quente entra a 120 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 6 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 20 °CA = 6 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT120 °C75 °C37,94 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 75 °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 = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 71,78 K
  2. 2. ΔTlm = 25,49 K
  3. 3. A = 25,8 m²
  4. 4. A = 42,72 m²
  5. 5. Th,out = 65,45 °C
  6. 6. A = 8,317 m²

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