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
comprimentoT95 °C60 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 60 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C30 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 170 para 30 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 70 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 30 °CTc: 10 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT80 °C60 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 240 kW. O fluido quente esfria de 80 para 60 °C e o fluido frio aquece de 15 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 240 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 60 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT110 °C55 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 440 kW. O fluido quente esfria de 110 para 55 °C e o fluido frio aquece de 25 para 100 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 440 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 25 → 100 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT155 °C85 °C71,87 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 155 para 85 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2 m² e U = 1500 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 15 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 49,83 K
  2. 2. ΔTlm = 49,71 K
  3. 3. A = 11,31 m²
  4. 4. A = 16,11 m²
  5. 5. A = 4,818 m²
  6. 6. Tc,out = 110,2 °C

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