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
comprimentoT85 °C50 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente tem área de troca térmica de 2,5 m² e coeficiente global de transferência de calor de 200 W/(m²·K). O fluido quente esfria de 85 para 50 °C e o fluido frio aquece de 10 para 20 °C. Encontre a taxa de transferência de calor Q̇.

A = 2,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 50 °CTc: 10 → 20 °C
Q̇ = kW
2.Fácil
comprimentoT145 °C55 °C105 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 145 para 55 °C enquanto o fluido frio aquece de 30 para 105 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 145 → 55 °CTc: 30 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT80 °C60 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor de correntes paralelas transfere 370 kW. Sua área de troca térmica é 5 m². O fluido quente esfria de 80 para 60 °C e o fluido frio aquece de 25 para 55 °C. Encontre o coeficiente global de transferência de calor U.

Q̇ = 370 kWA = 5 m²Th: 80 → 60 °CTc: 25 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.Média
comprimentoT160 °C135 °C125 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor em contracorrente transfere 400 kW. O fluido quente esfria de 160 para 135 °C e o fluido frio aquece de 30 para 125 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 200 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 400 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 135 °CTc: 30 → 125 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT80 °C55 °C29,97 °C20 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 80 para 55 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 3 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 20 °C. Com U = 300 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT105 °C??15 °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 105 °C e a corrente fria a 15 °C. O trocador tem A = 3 m² e U = 200 W/(m²·K). Encontre a temperatura de saída quente Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 15 °CA = 3 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Gabarito

  1. 1. Q̇ = 25,75 kW
  2. 2. ΔTlm = 31,91 K
  3. 3. U = 3549 W/(m²·K)
  4. 4. A = 31,39 m²
  5. 5. A = 9,904 m²
  6. 6. Th,out = 79,29 °C

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