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
comprimentoT120 °C40 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 120 para 40 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 90 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 40 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT160 °C50 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 15 m² e coeficiente global de transferência de calor de 800 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 160 para 50 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 15 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 50 °CTc: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT105 °C90 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 430 kW. Sua área de troca térmica é 6 m². O fluido quente esfria de 105 para 90 °C e o fluido frio aquece de 30 para 50 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 430 kWA = 6 m²Th: 105 → 90 °CTc: 30 → 50 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT120 °C50 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 290 kW. O fluido quente esfria de 120 para 50 °C e o fluido frio aquece de 25 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 290 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 50 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT90 °C65 °C44,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 90 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT135 °C45 °C68,83 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 135 para 45 °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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. Q̇ = 558,5 kW
  3. 3. U = 1247 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8,294 m²
  5. 5. A = 14,71 m²
  6. 6. A = 12,3 m²

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