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
comprimentoT100 °C55 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 100 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 30 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 100 → 55 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT90 °C65 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 90 para 65 °C enquanto o fluido frio aquece de 25 para 45 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 90 → 65 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT135 °C85 °C15 °C50 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 130 kW. Sua área de troca térmica é 15 m². O fluido quente esfria de 135 para 85 °C e o fluido frio aquece de 15 para 50 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 130 kWA = 15 m²Th: 135 → 85 °CTc: 15 → 50 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT115 °C45 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 30 kW. O fluido quente esfria de 115 para 45 °C e o fluido frio aquece de 10 para 35 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 800 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 30 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 45 °CTc: 10 → 35 °C
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 5 m² e U = 1000 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 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 = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Difícil
comprimentoT85 °C40 °C64,52 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 85 para 40 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 0,5 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 800 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 40 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 49,03 K
  2. 2. ΔTlm = 38,18 K
  3. 3. U = 125,6 W/(m²·K)
  4. 4. A = 0,6889 m²
  5. 5. Tc,out = 128,1 °C
  6. 6. A = 5,708 m²

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