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
comprimentoT85 °C65 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 85 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 20 para 65 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 20 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT160 °C145 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 100 kW. O fluido quente esfria de 160 para 145 °C e o fluido frio aquece de 25 para 120 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 100 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 145 °CTc: 25 → 120 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT130 °C10 °C95 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 130 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 10 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 2500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 130 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 95 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT110 °C65 °C59,52 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 110 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 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 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT100 °C65 °C39,44 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 100 para 65 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 25 °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: 100 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 38,05 K
  2. 2. Q̇ = 188,1 kW
  3. 3. A = 2,747 m²
  4. 4. A = 10,3 m²
  5. 5. A = 1,309 m²
  6. 6. A = 2,436 m²

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