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
comprimentoT165 °C45 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 45 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 95 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 45 °CTc: 15 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Fácil

Em um trocador de calor, 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 10 para 45 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 10 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT165 °C100 °C155 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 90 kW. O fluido quente esfria de 165 para 100 °C e o fluido frio aquece de 20 para 155 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,8, e U = 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 90 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 165 → 100 °CTc: 20 → 155 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT85 °C35 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 220 kW. O fluido quente esfria de 85 para 35 °C e o fluido frio aquece de 10 para 25 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 220 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 35 °CTc: 10 → 25 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT120 °C75 °C59,52 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 120 para 75 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 75 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT180 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 4 kW/K. A corrente quente entra a 180 °C e a corrente fria a 10 °C. O trocador tem A = 3 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 180 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 47,21 K
  2. 2. Q̇ = 73,15 kW
  3. 3. A = 6,684 m²
  4. 4. A = 4,546 m²
  5. 5. A = 6,602 m²
  6. 6. Th,out = 133,6 °C

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