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

Em um trocador de calor, 1,2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) são resfriados de 85 para 60 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 85 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT100 °C50 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 100 para 50 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 85 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 50 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT110 °C95 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 120 kW. O fluido quente esfria de 110 para 95 °C e o fluido frio aquece de 15 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 120 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 95 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT170 °C50 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 130 kW. O fluido quente esfria de 170 para 50 °C e o fluido frio aquece de 30 para 85 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 130 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 170 → 50 °CTc: 30 → 85 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C110 °C39,26 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 110 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT80 °C??20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1 kW/K. A corrente quente entra a 80 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 5 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 125,4 kW
  2. 2. ΔTlm = 19,58 K
  3. 3. A = 7,847 m²
  4. 4. A = 2,894 m²
  5. 5. A = 1,546 m²
  6. 6. Th,out = 32 °C

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