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
comprimentoT150 °C135 °C15 °C120 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Em um trocador de calor de correntes paralelas o fluido quente esfria de 150 para 135 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 120 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 150 → 135 °CTc: 15 → 120 °C
ΔTlm = K
2.Fácil
comprimentoT150 °C40 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Em um trocador de calor em contracorrente, o fluido quente esfria de 150 para 40 °C enquanto o fluido frio aquece de 15 para 75 °C. Encontre a média logarítmica das diferenças de temperatura ΔTlm.

Th: 150 → 40 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Média
comprimentoT150 °C80 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Um trocador de calor casco e tubos (uma passagem no casco, duas passagens nos tubos) deve transferir 70 kW. O fluido quente esfria de 150 para 80 °C e o fluido frio aquece de 30 para 50 °C. O fator de correção da MLDT para esse arranjo é F = 0,92, e U = 1000 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 70 kWF = 0,92U = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 80 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
4.Média
comprimentoT170 °C65 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂correntes paralelas

Um trocador de calor em correntes paralelas transfere 160 kW. O fluido quente esfria de 170 para 65 °C e o fluido frio aquece de 10 para 40 °C. O coeficiente global de transferência de calor é 500 W/(m²·K). Encontre a área de troca térmica A necessária.

Q̇ = 160 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
5.Difícil
comprimentoT170 °C105 °C27,88 °C10 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 105 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 2 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 10 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 105 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difícil
comprimentoT170 °C125 °C68,83 °C15 °CΔT₁ΔT₂contracorrente

Óleo quente (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) esfria de 170 para 125 °C em um trocador em contracorrente. Ele aquece 1 kg/s de água (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) que entra a 15 °C. Com U = 500 W/(m²·K), encontre a área de troca térmica A necessária.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 125 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Gabarito

  1. 1. ΔTlm = 54,61 K
  2. 2. ΔTlm = 45,51 K
  3. 3. A = 1,055 m²
  4. 4. A = 4,4 m²
  5. 5. A = 2,556 m²
  6. 6. A = 4,264 m²

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