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
comprimentoT175 °C145 °C130 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 175 para 145 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 130 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 175 → 145 °CTc: 25 → 130 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 1,2 kg/s de óleo leve (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) são resfriados de 75 para 35 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 75 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT140 °C75 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 260 kW. O fluido quente esfria de 140 para 75 °C e o fluido frio aquece de 20 para 60 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 260 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 75 °CTc: 20 → 60 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT145 °C55 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 460 kW. O fluido quente esfria de 145 para 55 °C e o fluido frio aquece de 25 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 460 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 145 → 55 °CTc: 25 → 95 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT165 °C70 °C129,5 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 165 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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT145 °C110 °C61,4 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 110 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 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 = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 76,47 K
  2. 2. Q̇ = 100,8 kW
  3. 3. A = 7,794 m²
  4. 4. A = 58,74 m²
  5. 5. A = 13,64 m²
  6. 6. A = 8,024 m²

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