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
comprimentoT180 °C80 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 80 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 80 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT170 °C145 °C20 °C115 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 170 para 145 °C enquanto o fluido frio aquece de 20 para 115 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 170 → 145 °CTc: 20 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT80 °C45 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 80 kW. O fluido quente esfria de 80 para 45 °C e o fluido frio aquece de 20 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 80 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 80 → 45 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT160 °C70 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 290 kW. O fluido quente esfria de 160 para 70 °C e o fluido frio aquece de 10 para 55 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 290 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 160 → 70 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT130 °C55 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 130 para 55 °C. Água (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT115 °C95 °C72,85 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 115 para 95 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 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 = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 95 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 74,55 K
  2. 2. ΔTlm = 74,56 K
  3. 3. A = 5,013 m²
  4. 4. A = 7,213 m²
  5. 5. L = 104,3 m
  6. 6. A = 1,821 m²

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