Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 3 m² e coeficiente global de transferência de calor de 500 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 95 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 80 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.
Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas
Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 55 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.
Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 660 kW. O fluido quente esfria de 160 para 70 °C e o fluido frio aquece de 30 para 145 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
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 20 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 145 para 80 °C. Água (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 150 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.
Vapor condensa a 110 °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 (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.
Gabarito
- 1. Q̇ = 43,61 kW
- 2. ΔTlm = 37,44 K
- 3. A = 101,5 m²
- 4. A = 10,21 m²
- 5. L = 60,34 m
- 6. Tc,out = 59,8 °C
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