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
comprimentoT130 °C55 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 130 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 110 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 130 → 55 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT85 °C35 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 85 para 35 °C enquanto o fluido frio aquece de 10 para 35 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 85 → 35 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT170 °C45 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 350 kW. O fluido quente esfria de 170 para 45 °C e o fluido frio aquece de 20 para 110 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 350 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 170 → 45 °CTc: 20 → 110 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT105 °C45 °C40 °C25 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 200 kW. O fluido quente esfria de 105 para 45 °C e o fluido frio aquece de 25 para 40 °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 = 200 kWF = 0,8U = 1000 W/(m²·K)Th: 105 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C55 °C38,97 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 145 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 30 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT135 °C50 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 135 para 50 °C. Água (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) no espaço anular entra a 10 °C. O tubo interno tem diâmetro de 32 mm, e U = 300 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 50 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 24,66 K
  2. 2. ΔTlm = 36,07 K
  3. 3. A = 43,77 m²
  4. 4. A = 6,548 m²
  5. 5. A = 2,508 m²
  6. 6. L = 35,7 m

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