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.

Para professores: pode imprimir, copiar e usar em aula gratuitamente. Cada nova folha tem novos valores e o seu próprio gabarito. Agradecemos um link para o ExamProblems na página da sua disciplina.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil
comprimentoT95 °C80 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

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.

A = 3 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT95 °C65 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

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.

Th: 95 → 65 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT160 °C70 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

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.

Q̇ = 660 kWF = 0,85U = 300 W/(m²·K)Th: 160 → 70 °CTc: 30 → 145 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT120 °C20 °C80 °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 20 para 80 °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: 20 → 80 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

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.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 80 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

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.

Ts = 110 °CA = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 43,61 kW
  2. 2. ΔTlm = 37,44 K
  3. 3. A = 101,5 m²
  4. 4. A = 10,21 m²
  5. 5. L = 60,34 m
  6. 6. Tc,out = 59,8 °C

Soluções completas passo a passo: pratique este tópico em examproblems.com.