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 °C115 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 135 para 115 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 135 → 115 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT165 °C150 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 150 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 150 °CTc: 25 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT110 °C80 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 30 kW. Sua área de troca térmica é 2,5 m². O fluido quente esfria de 110 para 80 °C e o fluido frio aquece de 15 para 70 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 30 kWA = 2,5 m²Th: 110 → 80 °CTc: 15 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT80 °C60 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 230 kW. O fluido quente esfria de 80 para 60 °C e o fluido frio aquece de 30 para 70 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 230 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT135 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 135 para 60 °C. Água (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 300 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: 135 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT100 °C50 °C28,84 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 50 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 1500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 94,91 K
  2. 2. ΔTlm = 103,7 K
  3. 3. U = 233 W/(m²·K)
  4. 4. A = 14,86 m²
  5. 5. L = 82 m
  6. 6. A = 1,941 m²

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