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
comprimentoT80 °C30 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 8 m² e coeficiente global de transferência de calor de 800 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 80 para 30 °C e o fluido frio aquece de 15 para 35 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 8 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 80 → 30 °CTc: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT165 °C85 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 165 para 85 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 80 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 165 → 85 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT115 °C70 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 290 kW. O fluido quente esfria de 115 para 70 °C e o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 290 kWF = 0,92U = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 70 °CTc: 30 → 105 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT125 °C35 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 490 kW. O fluido quente esfria de 125 para 35 °C e o fluido frio aquece de 15 para 110 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 125 → 35 °CTc: 15 → 110 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT145 °C??30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente as duas correntes têm a mesma taxa de capacidade térmica, ṁ·cp = 1,5 kW/K. A corrente quente entra a 145 °C e a corrente fria a 30 °C. O trocador tem A = 1 m² e U = 500 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 30 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difícil
comprimentoT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapor condensando

Vapor condensa a 140 °C constantes por fora dos tubos de um condensador com área de troca térmica de 2,5 m² e U = 2000 W/(m²·K). Água de resfriamento (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entra nos tubos a 20 °C. Encontre a temperatura de saída da água Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 174,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 68,92 K
  3. 3. A = 72,83 m²
  4. 4. A = 28,19 m²
  5. 5. Th,out = 116,3 °C
  6. 6. Tc,out = 129 °C

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