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

Em um trocador de calor, 2 kg/s de óleo leve (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 25 para 90 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 25 → 90 °C
Q̇ = kW
2.Fácil

Em um trocador de calor, 3 kg/s de etanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) são aquecidos de 20 para 50 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

ṁ = 3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 20 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Média
comprimentoT105 °C90 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 140 kW. Sua área de troca térmica é 10 m². O fluido quente esfria de 105 para 90 °C e o fluido frio aquece de 10 para 60 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 140 kWA = 10 m²Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT150 °C135 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 290 kW. O fluido quente esfria de 150 para 135 °C e o fluido frio aquece de 30 para 50 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 300 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 290 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 135 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT160 °C80 °C26,96 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 160 para 80 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT115 °C60 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor de tubo duplo em contracorrente, óleo quente (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) escoa no tubo interno e esfria de 115 para 60 °C. Água (0,5 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 = 150 W/(m²·K) se baseia nesse diâmetro. Encontre o comprimento de tubo L necessário.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 115 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 273 kW
  2. 2. Q̇ = 219,6 kW
  3. 3. U = 230,1 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9,433 m²
  5. 5. A = 1,316 m²
  6. 6. L = 61,09 m

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