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 °C30 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 120 para 30 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 120 → 30 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT135 °C60 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 70 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 60 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT145 °C115 °C25 °C80 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 410 kW. Sua área de troca térmica é 5 m². O fluido quente esfria de 145 para 115 °C e o fluido frio aquece de 25 para 80 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 410 kWA = 5 m²Th: 145 → 115 °CTc: 25 → 80 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT110 °C85 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 210 kW. O fluido quente esfria de 110 para 85 °C e o fluido frio aquece de 15 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 210 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 15 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C70 °C100,4 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 120 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT155 °C95 °C129 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 95 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 200 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 155 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 32,85 K
  2. 2. ΔTlm = 57,17 K
  3. 3. U = 1189 W/(m²·K)
  4. 4. A = 3,622 m²
  5. 5. A = 6,436 m²
  6. 6. A = 24,33 m²

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