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
comprimentoT105 °C65 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 105 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT180 °C150 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 150 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 25 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 150 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT135 °C120 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 380 kW. O fluido quente esfria de 135 para 120 °C e o fluido frio aquece de 10 para 105 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 380 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 120 °CTc: 10 → 105 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT80 °C55 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 340 kW. O fluido quente esfria de 80 para 55 °C e o fluido frio aquece de 30 para 50 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,8, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 340 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 80 → 55 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 105 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 5 m² e U = 1000 W/(m²·K). Água de resfriamento (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 105 °CA = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT110 °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 110 °C e a corrente fria a 20 °C. O trocador tem A = 4 m² e U = 800 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 41,61 K
  2. 2. ΔTlm = 144,8 K
  3. 3. A = 30,86 m²
  4. 4. A = 15,5 m²
  5. 5. Tc,out = 54,66 °C
  6. 6. Th,out = 41,43 °C

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