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.

Nova lista de exercíciosPratique on-line com dicas

Para professores: pode imprimir, copiar e usar em aula gratuitamente. Cada nova folha tem novos valores e o seu próprio gabarito. Agradecemos um link para o ExamProblems na página da sua disciplina.

Nome: ____________________   Data: ____________

1.Fácil

Em um trocador de calor, 0,3 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 25 para 40 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT120 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Nenhum calor é perdido para o ambiente. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT80 °C50 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 240 kW. O fluido quente esfria de 80 para 50 °C e o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 240 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 80 → 50 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT100 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 30 para 80 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 2000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 80 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C90 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 145 para 90 °C. Água (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 25 °C. O tubo interno tem diâmetro de 40 mm, e U = 400 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 90 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Difícil
comprimentoT180 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 2 kW/K. A corrente quente entra a 180 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 1,5 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 10,98 kW
  2. 2. Tc,out = 40,92 °C
  3. 3. A = 27,12 m²
  4. 4. A = 7,855 m²
  5. 5. L = 8,851 m
  6. 6. Th,out = 135 °C

Soluções completas passo a passo: pratique este tópico em examproblems.com.