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.

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
comprimentoT175 °C135 °C165 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 2 m² e coeficiente global de transferência de calor de 800 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 175 para 135 °C e o fluido frio aquece de 20 para 165 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 2 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 135 °CTc: 20 → 165 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT180 °C105 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 180 para 105 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 180 → 105 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT80 °C55 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 410 kW. Sua área de troca térmica é 12 m². O fluido quente esfria de 80 para 55 °C e o fluido frio aquece de 10 para 45 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 410 kWA = 12 m²Th: 80 → 55 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT120 °C20 °C100 °CΔT₁ΔT₂vapor condensando

Em um condensador, vapor condensa a 120 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 20 para 100 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Ts = 120 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 100 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Difícil
comprimentoT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 6 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 10 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 140 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT145 °C75 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 145 para 75 °C. Água (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 15 °C. O tubo interno tem diâmetro de 50 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 68,79 kW
  2. 2. ΔTlm = 97,31 K
  3. 3. U = 1108 W/(m²·K)
  4. 4. A = 8,97 m²
  5. 5. Tc,out = 132,6 °C
  6. 6. L = 49,84 m

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