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
comprimentoT150 °C50 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 150 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 120 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 150 → 50 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT135 °C120 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 4 m² e coeficiente global de transferência de calor de 1000 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 135 para 120 °C e o fluido frio aquece de 20 para 45 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 120 °CTc: 20 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT95 °C50 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 190 kW. O fluido quente esfria de 95 para 50 °C e o fluido frio aquece de 25 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 50 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT80 °C40 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 460 kW. O fluido quente esfria de 80 para 40 °C e o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 460 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 80 → 40 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT90 °C50 °C40,95 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 90 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT80 °C50 °C23,25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 80 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 27,42 K
  2. 2. Q̇ = 379,6 kW
  3. 3. A = 20,54 m²
  4. 4. A = 64,96 m²
  5. 5. A = 11,21 m²
  6. 6. A = 1,917 m²

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