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
comprimentoT135 °C110 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 110 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 110 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 110 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT160 °C95 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 160 para 95 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 160 → 95 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT160 °C140 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 330 kW. O fluido quente esfria de 160 para 140 °C e o fluido frio aquece de 10 para 135 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 330 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 140 °CTc: 10 → 135 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C65 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 380 kW. Sua área de troca térmica é 25 m². O fluido quente esfria de 85 para 65 °C e o fluido frio aquece de 10 para 35 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 380 kWA = 25 m²Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 35 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT130 °C75 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 130 para 75 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 50 mm, e U = 500 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT115 °C85 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de tubo duplo de correntes paralelas, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 115 para 85 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 25 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 52,43 K
  2. 2. ΔTlm = 92,3 K
  3. 3. A = 10,91 m²
  4. 4. U = 309,5 W/(m²·K)
  5. 5. L = 22,67 m
  6. 6. L = 18,86 m

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