Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 4 m² e coeficiente global de transferência de calor de 200 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 115 para 75 °C e o fluido frio aquece de 20 para 55 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.
Lista de exercícios de Trocadores de calor (LMTD) com respostas
Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 95 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 65 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.
Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 310 kW. O fluido quente esfria de 155 para 85 °C e o fluido frio aquece de 30 para 45 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,85, e U = 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Em um condensador, vapor condensa a 110 °C constantes por fora dos tubos. Água de resfriamento (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) escoa pelos tubos e aquece de 30 para 95 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.
Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 105 para 70 °C. Água (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 20 °C. O tubo interno tem diâmetro de 20 mm, e U = 200 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.
Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 0,5 kW/K. A corrente quente entra a 90 °C e a corrente fria a 25 °C. O trocador tem A = 3 m² e U = 300 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.
Gabarito
- 1. Q̇ = 45,97 kW
- 2. ΔTlm = 27,42 K
- 3. A = 15,32 m²
- 4. A = 9,33 m²
- 5. L = 100,4 m
- 6. Th,out = 48,21 °C
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