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
comprimentoT115 °C60 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 115 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 115 → 60 °CTc: 15 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT145 °C60 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 145 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 145 → 60 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT135 °C60 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 130 kW. O fluido quente esfria de 135 para 60 °C e o fluido frio aquece de 30 para 90 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 130 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 60 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT140 °C100 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 210 kW. O fluido quente esfria de 140 para 100 °C e o fluido frio aquece de 25 para 35 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,95, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 210 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 100 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 4 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 25 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 130 °CA = 4 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 8 m² e U = 2500 W/(m²·K). Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 25 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 8 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 76,47 K
  3. 3. A = 2,343 m²
  4. 4. A = 2,479 m²
  5. 5. Tc,out = 114,5 °C
  6. 6. Tc,out = 88,77 °C

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