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
comprimentoT145 °C115 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 145 para 115 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 145 → 115 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT180 °C70 °C?15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 180 para 70 °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 = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
3.Média
comprimentoT90 °C50 °C30 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 370 kW. O fluido quente esfria de 90 para 50 °C e o fluido frio aquece de 10 para 30 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 90 → 50 °CTc: 10 → 30 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT100 °C60 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 210 kW. Sua área de troca térmica é 5 m². O fluido quente esfria de 100 para 60 °C e o fluido frio aquece de 10 para 25 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 210 kWA = 5 m²Th: 100 → 60 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.Difícil
comprimentoT100 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 100 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 3 m² e U = 1500 W/(m²·K). Água de resfriamento (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 30 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 100 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT180 °C160 °C43,4 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) esfria de 180 para 160 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 1000 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 160 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 74,55 K
  2. 2. Tc,out = 55,35 °C
  3. 3. A = 15 m²
  4. 4. U = 721,2 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 76,15 °C
  6. 6. A = 0,6303 m²

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