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
comprimentoT175 °C100 °C135 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 175 para 100 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 135 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 100 °CTc: 15 → 135 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT115 °C45 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 90 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 45 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT145 °C130 °C25 °C110 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 50 kW. O fluido quente esfria de 145 para 130 °C e o fluido frio aquece de 25 para 110 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 50 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 130 °CTc: 25 → 110 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 15 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 105 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 55 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT140 °C110 °C23,25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 140 para 110 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT95 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 95 para 60 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 59,7 K
  2. 2. ΔTlm = 22,41 K
  3. 3. A = 4,479 m²
  4. 4. A = 1,228 m²
  5. 5. A = 0,654 m²
  6. 6. L = 6,002 m

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