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 °C50 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 90 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 70 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 50 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT155 °C125 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 4 m² e coeficiente global de transferência de calor de 500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 155 para 125 °C e o fluido frio aquece de 25 para 40 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 4 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 155 → 125 °CTc: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT85 °C65 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 120 kW. O fluido quente esfria de 85 para 65 °C e o fluido frio aquece de 20 para 30 °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 = 120 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT90 °C55 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 570 kW. O fluido quente esfria de 90 para 55 °C e o fluido frio aquece de 25 para 65 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,9, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 570 kWF = 0,9U = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 25 → 65 °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 = 3 kW/K. A corrente quente entra a 120 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 1,5 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 20 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT115 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. A corrente quente entra a 115 °C e a corrente fria a 25 °C. O trocador tem A = 2 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 115 °CTc,in = 25 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. Q̇ = 214,7 kW
  3. 3. A = 3,01 m²
  4. 4. A = 23,09 m²
  5. 5. Th,out = 91,43 °C
  6. 6. Th,out = 46,43 °C

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