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
comprimentoT165 °C95 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 95 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 95 °CTc: 20 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT130 °C75 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 75 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 100 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 75 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT130 °C65 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 190 kW. O fluido quente esfria de 130 para 65 °C e o fluido frio aquece de 15 para 30 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 190 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 130 → 65 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C10 °C120 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 120 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 3500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 120 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT90 °C70 °C48,92 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 90 para 70 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT95 °C40 °C35,13 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 95 para 40 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 72,47 K
  2. 2. ΔTlm = 39,15 K
  3. 3. A = 1,884 m²
  4. 4. A = 1,484 m²
  5. 5. A = 2,906 m²
  6. 6. A = 5,218 m²

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